Moderní systémy pro ochranu elektrických rozvodů před vyhořením a zapálením zahrnují použití jističů a jsou rozděleny podle typu sítě na jednofázové a třífázové. V soukromém sektoru se ve většině případů používají zařízení druhého typu, takže je relevantní správný výpočet stroje pro napájení 380 voltů, což zajišťuje spolehlivost a trvanlivost používání elektrické sítě.
Jmenování a práce
První automatické zařízení určené k ochraně elektrického obvodu před nadproudem vynalezl americký elektromagnetista Charles Grafton Page v roce 1836. Ale jen o 40 let později podobný design popsal Edison.. Moderní typ ochranných zařízení byl patentován v roce 1924. Brown, Boveri & Cie Corporation ze Švýcarska.
Inovací konstrukce byla opětovná použitelnost použití díky možnosti zapnout modul při jeho spuštění stisknutím jednoho tlačítka. Výhody oproti pojistkám byly nepopiratelné, zatímco přesnost stroje byla mnohem lepší. Při použití zařízení v síti určené pro 380 voltů jsou všechny fáze vypnuty najednou. Tento přístup zabraňuje zkreslení úrovní signálu a výskytu přepětí.
Přímým účelem třífázového jističe je vypnout vedení při zkratu v něm nebo při překročení příkonu přístrojů. Ochranné moduly patří do skupiny spínacích zařízení a díky své jednoduché konstrukci, snadnému použití a spolehlivosti jsou široce používány v domácích i průmyslových energetických sítích. Obvykle zařízení předpokládá ruční ovládání, ale některé typy jsou vybaveny elektromagnetickým nebo elektromotorickým pohonem, který umožňuje jejich dálkové ovládání.
Někteří uživatelé se mylně domnívají, že stroj chrání zařízení k němu připojená, ale ve skutečnosti tomu tak není. Nijak nereaguje na typy a typy k němu připojených zařízení a jediným důvodem jeho provozu je přetížení a nadproud. Současně, pokud stroj nevypne linku, začne se elektrické vedení zahřívat, což povede k poškození nebo dokonce vznícení.
Volba automatického ochranného modulu je spojena se schopností elektrického vedení odolat proudu o určité hodnotě, která přímo souvisí s materiálem kabelu a jeho průřezem. Jinými slovy, při výběru modulu je hlavním parametrem výkon nebo maximální proud, který vede k provozu stroje.
Návrh ochranného modulu
Navzdory široké škále nabízených produktů různých výrobců jsou si konstrukce jističů navzájem podobné. Tělo zařízení je vyrobeno z dielektrika, které je odolné vůči teplotám a nepodporuje hoření. Na předním panelu je ruční ovládací páka a jsou také použity hlavní technické vlastnosti.
Konstrukčně se tělo skládá ze dvou polovin, které jsou vzájemně zkrouceny šrouby. Uprostřed jsou následující prvky:
- Připojovací svorky – navrženy tak, aby poskytovaly spolehlivé připojení k příchozímu a odchozímu elektrickému vedení.
- Pohyblivý a pevný výkonový výstup – tyto kontakty se používají k sepnutí nebo otevření zátěžového obvodu s výkonovým.
- Lapač jisker – při náhlém otevření kontaktů se mezi nimi vytvoří oblouk dostatečně vysokého výkonu, který může vést k poškození modulových prvků. K jeho uhašení se proto používá speciální komora sestávající ze svislých desek instalovaných v šachovnicovém vzoru. Jiskra, která jimi prochází, ztratí svou sílu a pak úplně zhasne.
- Tepelné a elektromagnetické uvolnění – je to jejich reakce na změny parametrů elektrického vedení, která vede k činnosti ochranného zařízení.
- Pákový spínač – Používá ruční páku, která uzavírá příchozí a odchozí vedení.
- Stavěcí šroub – nastavuje práh odezvy modulu. Tovární sada.
- Kanál pro uvolňování plynů – při zhasnutí jiskry se tepelná energie přemění na plyn, který je ze zařízení odváděn speciálně navrženým labyrintem.
Právě konstrukce spouští zajišťují téměř okamžitý provoz jističe. Elektromechanický kontakt reaguje na výskyt proudu, jehož parametry přesahují jmenovitou hodnotu, v obvodu, který chrání. Konstrukce spouště obsahuje induktor s jádrem, jehož poloha je fixována pružinou a již je připojena k pohyblivému silovému kontaktu. Vinutí elektromagnetu jsou zapojena do série se zátěží. Tepelný uzávěr je stlačený pásek dvou kovů s různou tepelnou vodivostí (bimetalová deska).
Princip
Po připojení silového a zátěžového elektrického vedení k třífázovému stroji dojde k jeho zapnutí přesunutím páky do horní polohy. V důsledku toho páka zapadne přes západku s uzavíracím kontaktem. Vytvarované spojení je zajištěno posunutím pohyblivé kontaktní skupiny vzhledem k jejich držáku.
Za normálních okolností proud protéká kontaktem mezi silovým kontaktem a pohyblivým kontaktem. Poté vstupuje do bimetalové desky a vinutí elektromagnetu a z ní se již dostává ke svorce a zátěži připojené ke stroji.
Pokud spínačem začne protékat proud s hodnotou přesahující povolenou hodnotu, začne se bimetalová deska zahřívat. V důsledku různé tepelné roztažnosti kovů se ohýbá, případně přeruší kontakt. Síla proudu, při kterém se spoj přeruší, závisí na tloušťce desky. Termomagnetický spouštěč se vyznačuje pomalým chodem, i když dokáže detekovat i malé změny velikosti proudu. Jeho nastavení se provádí z výroby změnou vzdálenosti mezi destičkou a pohyblivým kontaktem. K tomu se používá seřizovací šroub.
Ale pro proud, který okamžitě zvýší svou hodnotu, bude reakční rychlost bimetalové desky extrémně nízká, takže se s ní použije solenoid. V normálním stavu je jádro vytlačeno pružinou a sepne kontakt stroje. Při abnormální hodnotě signálu v závitech cívky se rychle zvyšuje magnetické pole, jehož toky vtahují jádro dovnitř a překonávají působení pružiny, což vede k přerušení obvodu.
K činnosti elektromagnetické spouště dochází ve zlomku sekundy, přičemž nereaguje na proudy mírně překračující jmenovité hodnoty. Současně s odpojením celého třífázového vedení klesne i páka, kterou je opět potřeba posunout do horní polohy pro připojení zátěže do sítě.
Specifikace zařízení
Správný výběr 3-fázového stroje není pouze ve stanovení podmínek pro jeho provoz, ale také z hlediska výkonu a typu zátěže, která k němu bude připojena. Nesprávně zvolený výkon modulu vede ke zhoršení ochrany elektrického vodiče, přičemž takové zařízení se samo může stát zdrojem nouze.
Ale přesto, ať už je výběr správného výkonu jakkoli důležitý, automatická zařízení se vyznačují i dalšími technickými parametry, které ovlivňují jejich provoz. Mezi hlavní patří:
- provozní napětí – určuje hodnotu, při které jistič pracuje, aniž by došlo ke zhoršení jeho parametrů (obvykle je povolen rozdíl v rozsahu 15 %);
- jmenovitý proud – parametr přímo související s výkonem, udává hraniční hodnotu proudu, při které se spouští ochranný modul;
- spotřeba energie – automatická zařízení jsou zařízení s nízkou spotřebou energie;
- odolnost proti opotřebení – udává počet zaručených cyklů zapnutí a vypnutí stroje;
- minimální a maximální provozní teplota – rozsah, ve kterém se nemění technické parametry ochranného modulu;
- jmenovitá vypínací schopnost – nejvyšší hodnota zatížení, při které může jistič přerušit vedení při zachování jeho výkonu;
- doba odezvy – určuje interval, během kterého je zátěž odpojena od elektrického vedení;
- časově-proudová charakteristika – je rozdělena do tříd, z nichž každá odpovídá okamžitému vypínacímu proudu (např. typ C se používá pro proud přesahující jmenovitou hodnotu 5-10krát).
Kromě technických parametrů se automatická zařízení vyznačují také ukazateli kvality. Mezi nejběžnější patří typ pohonu, způsob připojení vnějších vodičů, provedení cut-off a další.
Výběr výkonu
Existují dva způsoby, jak určit požadovaný výkon pro 3-fázový stroj. Jedno přitom druhé doplňuje a nevylučuje. První způsob je spojen se zjištěním celkové hodnoty spotřebované energie a zátěže a druhý s průřezem elektrického vedení.
Na základě definice, že stroj nechrání zařízení, ale elektrické vedení, je nutné zvolit výkon se zaměřením na parametry druhého. To je pravda, ale pouze do doby, než bude plánována aktualizace sítě. Například stávající rozvody v domě jsou navrženy na 1,5 čtverce. Podle technických specifikací může měděné vedení tohoto průměru odolat dlouhodobému proudu nejvýše 10 ampérů. V souladu s tím by maximální současná spotřeba energie zařízení připojených k výkonu stroje neměla překročit 3,8 kW. Tato hodnota se získá z jednoduchého vzorce pro nalezení výkonu – P uXNUMXd U * I, kde:
- P je maximální povolená spotřeba energie, W;
- U – napětí třífázové sítě, 380 voltů;
- I je maximální proud, který kabeláž vydrží, A.
Výsledné číslo udává, že celková zátěž připojená k lince by neměla překročit tuto hodnotu, to znamená, že při zapnutí kotle 2 kW se nic špatného nestane. Pokud ale k této lince připojíte elektrickou pec o výkonu 3 kW, kabeláž to nevydrží a vzplane, proto, abyste předešli nehodě, musíte nainstalovat automat 10 A, který vám umožní zatížit linku až 2,2 kW.
Výhodou použití třífázového stroje je, že k němu lze připojit tři vedení současně, přičemž hodnota jmenovitého proudu bude určena sečtením výkonů všech fází. U 380voltového stroje to tedy bude 6,6 kW a v případě připojení zátěže trojúhelníkového typu 11,4 kW. To znamená, že pro daný příklad, pokud není možné oddělit vedení na různé fázové výstupy ochranného zařízení, budete muset zakoupit 6A stroj.
Pokud se plánuje modernizace elektroinstalace nebo použití silného kabelu, lze výpočet provést na základě spotřeby energie zátěže. Pokud například zatížení každé fáze nepřesáhne 4 kW, pak se jmenovitý proud vypočítá jako součet výkonů plus 15–20 % marže (I u4d 3 * 12 u14d 16 A + rozpětí uXNUMXd XNUMX A), takže nejvhodnějším zařízením v tomto případě bude automat na XNUMX A.
Nuance ve výpočtu
Pro zjednodušení určení výkonu jako marže je obvyklé používat nikoli procento, ale násobení koeficientem. Toto dodatečné číslo se považuje za rovné 1,52.
V praxi je zřídka možné zatížit všechny tři fáze rovnoměrně, proto když jedno z vedení spotřebovává hodně energie, jmenovitý výkon jističe se vypočítá na základě výkonu této konkrétní fáze. V tomto případě se vezme v úvahu největší hodnota spotřebované energie a vynásobí se faktorem 4,55 a pak bude možné obejít se bez použití tabulek.
Při výpočtu výkonu se tedy berou v úvahu především parametry elektrického vedení a poté energie spotřebovaná chráněným automatem elektrického zařízení. Zde je zohledněna správná poznámka z pravidel pro instalaci elektroinstalace (PUE), která naznačuje, že instalovaný jistič musí chránit nejslabší úsek obvodu.
Při používání elektrických sítí je velmi důležité použití ochranných prostředků. Úvodní stroj je součástí ochranného systému. V případě zkratu nebo odchylek v provozu elektrických spotřebičů a také porušení izolační vrstvy vodičů může hrozit požár nebo možnost úrazu elektrickým proudem živého organismu.
Princip činnosti a typy strojů
K ochraně vodičů se používá jistič a k ochraně před úrazem elektrickým proudem proudový chránič (RCD). RCD se nepoužívá jako úvodní stroj, ale místo toho se používá diferenciální stroj – zařízení, které kombinuje funkce běžného jističe a RCD. Použití zaváděcího stroje v bytě vám umožní odpojit celou elektrickou síť v případě nouzového režimu automaticky nebo jedním ručním stisknutím.
Úvodní jistič může být různých typů. Abyste správně zvolili, jaký typ a typ je potřeba k ochraně vedení v bytě nebo soukromém domě, budete muset pochopit princip jeho fungování a znát hlavní charakteristiky. Podstatou činnosti vstupního zařízení je automatické současné přerušení fázového i nulového vodiče v případě nouze na elektrickém vedení. Instaluje se do série s elektrickým obvodem po připojení elektroměru.
To je způsobeno skutečností, že celé vedení k elektroměru, stejně jako on, patří energetické společnosti a jakýkoli druh zásahu do něj je zakázán. Úvodní automaty do elektroměru instalují především energetické společnosti za účelem omezení spotřeby elektřiny uživateli. Jsou utěsněny stejným způsobem jako pult.
Jistič
Provoz zařízení je založen na schopnosti přerušit elektrický obvod, když jím procházející proud dosáhne kritické hodnoty. Hlavní konstrukční prvky jsou:
- solenoid;
- bimetalová deska.
Konstrukční prvky jsou zapojeny do série a tvoří uvolňovací jednotku. Proud procházející cívkou elektromagnetu vstupuje na desku a poté na výstupní svorky. Deska je vyrobena z kovů s různým tepelným odporem a při zahřívání se ohýbá.
Zvýšení příkonu obvodu při poruše elektrických spotřebičů nebo při připojení zvláště výkonného zařízení vede k jeho ohřevu. Deska se ohne a přeruší kontakt. Velikost proudu, při které se kontakt přeruší, je nastavena z výroby. V režimu zkratu se síla proudu rychle zvyšuje, v cívce solenoidu vzniká silné magnetické pole, díky kterému je jádro vtaženo do solenoidu a přeruší kontakt.
Diferenciální spínač
Kombinuje funkce jističe a proudového chrániče. Kromě uvolnění je v jeho konstrukci instalován transformátor toroidního typu. Činnost zařízení je založena na schopnosti elektromotorické síly (EMF) indukovat proud ve vodiči. Když prochází proud vinutí transformátoru v každém z nich je magnetický tok. Má stejnou velikost, ale jiný směr, takže výsledná síla v jádře je nulová.
Při úniku proudu je narušena rovnost v magnetických tocích. EMF se vyskytuje v sekundárním vinutí, objeví se proud. Kontakty sekundárního vinutí transformátoru jsou připojeny k řídicím výstupům relé. Po přivedení napětí se aktivuje relé a přeruší se elektrický obvod.
Charakteristika vstupního zařízení
Charakteristiky v mnoha ohledech pomáhají určit, které stroje instalovat v soukromém domě nebo bytě. Hlavní parametry, kterým je třeba věnovat pozornost, jsou následující:
- Počet pólů. Rozdíly závisí na typu použité přenosové linky. Pro byty se jedná o jednofázový obvod, dvouvodičový, se jmenovitým napětím 220 voltů. Pro soukromý dům lze také použít třífázovou 380 voltovou síť sestávající ze tří vodičů. Každý pól znamená možnost připojení jednoho vodiče, vstupní zařízení tedy může být dvoupólové a třípólové. Existuje také čtyřpólový, ale používá se pouze v průmyslových objektech.
- Časově proudová charakteristika. Určuje citlivost zařízení a charakterizuje počet falešně pozitivních výsledků. Tento parametr udává poměr skutečného proudu protékajícího strojem k nominální hodnotě. Existují spínače různých typů, jsou označeny písmeny latinské abecedy. Nejpoužívanější jsou zařízení třídy B, C a D. Třída B se používá, když jsou na lince používána zařízení s nízkým výkonem, přičemž hodnota proudu může pětinásobně překročit jmenovitou hodnotu. Třída C, používaná pro zařízení středního výkonu, přebytek je 6-5krát. Zařízení třídy D se instalují při připojení výkonných zařízení, přičemž přebytek je více než 20krát.
- Jmenovitý proud. Překročení této hodnoty vede k provozu stroje. Požadovaná hodnota je určena průřezem drátu a materiálem, ze kterého je vyroben. Dostupné pouze ve standardních hodnotách, nejoblíbenější velikosti jsou 25A a 32A.
- Jmenovitý svodový proud. Charakteristika se používá pouze pro diferenciální vstupní automat.
Kritéria pro výběr zařízení pro domácnost
Nejprve je nutné vypočítat výkon požadovaného zařízení, tedy jmenovitý proud. Kolik ampér umístit stroj do domu se vypočítá sečtením výkonu celého plánovaného zatížení, které lze současně zahrnout do obvodu. Například dům má 2200 wattový topný kotel, 600 wattovou pračku, 250 wattový vysavač, 350 wattový počítač, 100 wattovou televizi, 400 wattovou žehličku, 800 wattové osvětlení spotřeby energie, a to vše může být zapnutý současně.
Vypočítá se celkový výkon, P = 2200+600+250+350+100+400+800 = 4700 wattů. Nechte síť použít jednofázovou, s hodnotou napětí 220 voltů. Maximální proud bude roven Imax = 4500/220 = 21 ampér. Tím pádem, potřebujete automatický stroj se jmenovitým proudem 25 A. Když je vybrán třífázový zaváděcí stroj pro soukromý dům, kolik ampérů bude potřeba při použití 380voltové sítě se vypočítá stejným způsobem. Pro výše uvedený příklad je Imax = 4500/380 = 11 ampérů. Stroj je vybrán pro 13 A.
Úvodní automat je vybrán více než získaná hodnota, protože pokud zvolíte c s menší hodnotou, pak když je přídavné zařízení zapnuto, spínač přeruší elektrický obvod. Je třeba mít na paměti, že zařízení, které při svém provozu využívá motory, spotřebovává špičkový výkon v okamžiku zapnutí.
Při výběru stroje je nutné vzít v úvahu nejen plánovaný celkový výkon připojených zařízení, ale také kvalitu a především průřez položených elektrických rozvodů. Průřez použitého drátu charakterizuje množství proudu, kterým může vodič projít sám, aniž by se zhoršily jeho elektrické vlastnosti. Například měděný drát o průřezu 2,5 mm / 2 vydrží trvalé proudové zatížení 27 ampér. Proto je nemožné použít stroj 32 A s takovým průřezem.
Pokud jako vstupní přepínač je použit diferenciální stroj, pak budete muset také vybrat hodnotu jmenovitého unikajícího proudu. Volí se v rozsahu 100-300 mA. Pokud vyberete méně, jsou možné falešné poplachy.
Dalším krokem je výběr počtu pólů a proudových charakteristik. S počtem pólů je vše jednoduché: pokud je vedení dvouvodičové na 220 voltů, je nastaveno na dvoupólové, a když má elektrické vedení dva fázové vodiče a jeho hodnota je 380 voltů, pak třípólové. Na proudovou charakteristiku má vliv délka vedení, tedy vzdálenost od vypínače k nejvzdálenějšímu vývodu nebo svítidlu. Samotný výpočet je komplikovaný, ale vzhledem k tomu, že v bytech a soukromých domech délka vedení nepřesahuje 300 metrů, volí se vstupní zařízení vždy s charakteristikou C.
Nejoblíbenější výrobci, kteří se osvědčili po celém světě a vyrábějí vysoce kvalitní zařízení, jsou ABB, Legrand, Schneider Electric, Siemens, Moeller.
