Đánh giá hiện tại của cầu dao: cách chọn máy phù hợp

Các thiết bị ngắt điện khi quá tải và ngắn mạch được lắp đặt ở lối vào bất kỳ mạng gia đình nào.Cần tính toán chính xác định mức dòng điện của cầu dao, nếu không hoạt động của chúng sẽ không hiệu quả. Bạn có đồng ý không?

Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách tính toán các thông số của máy để chọn thiết bị bảo vệ này. Từ bài viết của chúng tôi, bạn sẽ học cách chọn thiết bị cần thiết để bảo vệ mạng điện. Cân nhắc lời khuyên của chúng tôi, bạn sẽ mua một tùy chọn rõ ràng sẽ hoạt động vào thời điểm nguy hiểm đối với hệ thống dây điện.

Thông số ngắt mạch

Để đảm bảo lựa chọn chính xác xếp hạng thiết bị chuyến đi, cần phải hiểu rõ về nguyên tắc hoạt động, điều kiện và thời gian phản hồi của chúng.

Các thông số vận hành của máy cắt được tiêu chuẩn hóa theo các văn bản quy định của Nga và quốc tế.

Các yếu tố cơ bản và dấu hiệu

Thiết kế của công tắc bao gồm hai yếu tố phản ứng khi dòng điện vượt quá phạm vi giá trị đã thiết lập:

• Tấm lưỡng kim, dưới tác dụng của dòng điện chạy qua, nóng lên và uốn cong, ấn vào bộ đẩy, làm ngắt kết nối các tiếp điểm. Đây là "bảo vệ nhiệt" chống quá tải.
• Cuộn dây điện từ dưới tác động của dòng điện mạnh trong cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường ép vào lõi, sau đó tác động lên bộ đẩy. Đây là một "bảo vệ dòng điện" chống đoản mạch, phản ứng với một sự kiện như vậy nhanh hơn nhiều so với tấm.

Các loại thiết bị bảo vệ điện có các dấu hiệu có thể được sử dụng để xác định các thông số chính của chúng.

Mỗi bộ ngắt mạch được đánh dấu bằng các đặc điểm chính của nó. Điều này cho phép bạn tránh nhầm lẫn các thiết bị khi chúng được cài đặt trong bảng điều khiển

Loại đặc tính thời gian-dòng điện phụ thuộc vào phạm vi cài đặt (cường độ dòng điện xảy ra hoạt động) của điện từ. Để bảo vệ hệ thống dây điện và các thiết bị trong căn hộ, nhà ở và văn phòng, người ta sử dụng công tắc loại “C” hoặc ít phổ biến hơn nhiều. Không có sự khác biệt cụ thể giữa chúng để sử dụng hàng ngày.

Loại “D” được sử dụng trong các phòng tiện ích hoặc xưởng mộc khi có thiết bị có động cơ điện có công suất khởi động cao.

Có hai tiêu chuẩn cho thiết bị ngắt kết nối: dân dụng (EN 60898-1 hoặc GOST R 50345) và công nghiệp nghiêm ngặt hơn (EN 60947-2 hoặc GOST R 50030.2). Chúng hơi khác nhau một chút và máy có cả hai tiêu chuẩn đều có thể được sử dụng cho khu dân cư.

Về dòng điện định mức, phạm vi tiêu chuẩn của máy tự động dùng trong gia đình bao gồm các thiết bị có các giá trị sau: 6, 8, 10, 13 (hiếm), 16, 20, 25, 32, 40, 50 và 63 A.

Đặc điểm đáp ứng dòng thời gian

Để xác định tốc độ làm việc của máy khi quá tải, có các bảng đặc biệt tùy theo thời gian tắt máy theo hệ số vượt quá giá trị danh định, bằng tỷ số giữa cường độ dòng điện hiện tại và cường độ định mức:

K = tôi / tôi_N.

Đồ thị giảm mạnh khi giá trị hệ số phạm vi đạt từ 5 đến 10 đơn vị là do hoạt động của bộ nhả điện từ. Đối với công tắc loại “B”, điều này xảy ra ở giá trị từ 3 đến 5 đơn vị và đối với loại “D” – từ 10 đến 20.

Biểu đồ cho thấy sự phụ thuộc của phạm vi thời gian đáp ứng của cầu dao loại “C” vào tỷ lệ cường độ dòng điện với giá trị được đặt cho công tắc này

Với K = 1,13 thì máy đảm bảo không ngắt đường dây trong vòng 1 giờ, còn với K = 1,45 thì đảm bảo cắt đường dây trong cùng thời gian. Các giá trị này được phê duyệt ở khoản 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Để hiểu mất bao lâu để bảo vệ hoạt động, chẳng hạn như ở K = 2, bạn cần vẽ một đường thẳng đứng từ giá trị này. Kết quả ta được rằng, theo biểu đồ trên thì việc tắt máy sẽ diễn ra trong khoảng từ 12 đến 100 giây.

Khoảng thời gian chênh lệch lớn như vậy là do sự nóng lên của tấm không chỉ phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua nó mà còn phụ thuộc vào các thông số của môi trường bên ngoài. Nhiệt độ càng cao thì máy hoạt động càng nhanh.

Nguyên tắc chọn mệnh giá

Hình dạng của mạng điện trong căn hộ và nhà ở là riêng lẻ, do đó không có giải pháp tiêu chuẩn nào để lắp đặt các công tắc có xếp hạng nhất định. Nguyên tắc chung để tính toán các thông số cho phép của máy khá phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Cần phải tính đến tất cả, nếu không có thể tạo ra tình huống khẩn cấp.

Nguyên lý đi dây trong nhà

Mạng điện bên trong có cấu trúc phân nhánh theo dạng “cây” - một đồ thị không có chu trình. Việc tuân thủ nguyên tắc xây dựng này được gọi là tính chọn lọc của máy móc, theo đó tất cả các loại mạch điện đều được trang bị thiết bị bảo vệ.

Điều này cải thiện tính ổn định của hệ thống trong trường hợp khẩn cấp và đơn giản hóa công việc loại bỏ nó. Việc phân phối tải, kết nối các thiết bị tiêu tốn nhiều năng lượng và thay đổi cấu hình nối dây cũng dễ dàng hơn nhiều.

Ở đáy biểu đồ có một máy đầu vào và ngay sau khi phân nhánh, các công tắc nhóm được đặt cho từng mạch điện riêng lẻ. Đây là một chương trình tiêu chuẩn đã được chứng minh qua nhiều năm

Chức năng của cầu dao đầu vào bao gồm giám sát tình trạng quá tải chung - ngăn chặn dòng điện vượt quá giá trị cho phép đối với đối tượng. Nếu điều này xảy ra, có nguy cơ hư hỏng hệ thống dây điện bên ngoài. Ngoài ra, rất có thể các thiết bị bảo vệ bên ngoài căn hộ vốn là tài sản chung hoặc thuộc lưới điện địa phương sẽ được kích hoạt.

Chức năng của máy nhóm bao gồm điều khiển dòng điện trên từng đường dây riêng lẻ. Họ bảo vệ cáp trong một khu vực dành riêng và nhóm người tiêu dùng điện kết nối với nó khỏi quá tải. Nếu một thiết bị như vậy không hoạt động trong thời gian ngắn mạch thì thiết bị đó sẽ được bảo hiểm bằng bộ ngắt mạch đầu vào.

Ngay cả đối với những căn hộ có ít người tiêu dùng điện, nên lắp đặt đường dây riêng để chiếu sáng. Khi bạn tắt cầu dao của mạch khác, đèn sẽ không tắt, điều này sẽ cho phép bạn loại bỏ sự cố trong điều kiện thoải mái hơn. Trong hầu hết mọi bảng, giá trị danh nghĩa của máy đầu vào nhỏ hơn giá trị của máy trong nhóm.

Tổng công suất các thiết bị điện

Tải tối đa trên mạch xảy ra khi tất cả các thiết bị điện được bật cùng lúc. Vì vậy, thông thường, tổng công suất được tính bằng phép cộng đơn giản. Tuy nhiên, trong một số trường hợp con số này sẽ ít hơn.

Đối với một số đường dây, khả năng hoạt động đồng thời của tất cả các thiết bị điện được kết nối với nó là khó xảy ra và đôi khi là không thể. Các ngôi nhà đôi khi đặt ra những hạn chế cụ thể đối với hoạt động của các thiết bị mạnh mẽ. Để làm được điều này, bạn cần nhớ không bật chúng cùng lúc hoặc sử dụng số lượng ổ cắm hạn chế.

Xác suất hoạt động đồng thời của tất cả các thiết bị văn phòng, thiết bị chiếu sáng và phụ trợ (ấm đun nước, tủ lạnh, quạt, máy sưởi, v.v.) là rất thấp, do đó, khi tính công suất tối đa, người ta sử dụng hệ số hiệu chỉnh

Khi điện khí hóa các tòa nhà văn phòng, hệ số đồng thời thực nghiệm thường được sử dụng để tính toán, giá trị của hệ số này được lấy trong khoảng từ 0,6 đến 0,8. Tải tối đa được tính bằng cách nhân tổng công suất của tất cả các thiết bị điện với một hệ số.

Có một sự tinh tế trong các tính toán - cần phải tính đến sự khác biệt giữa công suất định mức (tổng) và mức tiêu thụ (hoạt động), có liên quan đến hệ số (cos (f)).

Điều này có nghĩa là để thiết bị hoạt động cần có dòng điện bằng mức tiêu thụ chia cho hệ số này:

TÔI_P =I/cos(f)

Ở đâu:

• TÔI_P - cường độ dòng điện danh định, được sử dụng trong tính toán tải;
• I là dòng điện được thiết bị tiêu thụ;
• cos(f) <= 1.

Thông thường dòng điện định mức được biểu thị ngay lập tức hoặc thông qua việc chỉ thị giá trị cos(f) trong bảng thông số kỹ thuật của thiết bị điện.

Ví dụ, giá trị hệ số đối với nguồn sáng huỳnh quang là 0,9; đối với đèn LED – khoảng 0,6; đối với đèn sợi đốt thông thường - 1. Nếu tài liệu bị mất nhưng biết được mức tiêu thụ điện năng của các thiết bị gia dụng thì để đảm bảo lấy cos (f) = 0,75.

Các giá trị hệ số công suất khuyến nghị hiển thị trong bảng có thể được sử dụng khi tính toán tải điện khi không có dữ liệu dòng điện định mức.

Cách chọn cầu dao theo công suất tải được viết trong bài viết tiếp theo, nội dung mà chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen.

Lựa chọn mặt cắt lõi

Trước khi đi cáp điện từ tủ phân phối đến một nhóm hộ tiêu dùng, cần tính toán công suất của các thiết bị điện khi chúng hoạt động đồng thời. Mặt cắt ngang của nhánh bất kỳ được chọn theo bảng tính toán tùy thuộc vào loại kim loại của dây: đồng hoặc nhôm.

Các nhà sản xuất dây cung cấp các tài liệu tham khảo tương tự cho sản phẩm của họ. Nếu thiếu thì được hướng dẫn theo dữ liệu từ sách tham khảo “Quy tắc xây dựng thiết bị điện” hoặc sản xuất tính toán tiết diện cáp.

Tuy nhiên, người tiêu dùng thường chơi an toàn và không chọn mặt cắt ngang tối thiểu có thể chấp nhận được mà lớn hơn một bước. Vì vậy, ví dụ: khi mua cáp đồng cho đường dây 5 kW, hãy chọn tiết diện lõi là 6 mm²khi theo bảng giá trị 4 mm là đủ².

Bảng tham chiếu được trình bày trong PUE cho phép bạn chọn mặt cắt cần thiết từ phạm vi tiêu chuẩn cho các điều kiện hoạt động khác nhau của cáp đồng

Điều này là chính đáng vì những lý do sau:

• Tuổi thọ dài hơn của cáp dày, hiếm khi phải chịu tải trọng tối đa cho phép đối với mặt cắt ngang của nó. Đi dây lại không phải là một công việc dễ dàng và tốn kém, đặc biệt nếu mặt bằng đã được cải tạo.
• Dự trữ băng thông cho phép bạn kết nối liền mạch các thiết bị điện mới với nhánh mạng. Vì vậy, bạn có thể bổ sung thêm một tủ đông vào bếp hoặc di chuyển máy giặt từ phòng tắm đến đó.
• Khi bắt đầu hoạt động các thiết bị có chứa động cơ điện sẽ tạo ra dòng điện khởi động mạnh. Trong trường hợp này, người ta quan sát thấy hiện tượng sụt điện áp, biểu hiện không chỉ bằng sự nhấp nháy của đèn chiếu sáng mà còn có thể dẫn đến hỏng bộ phận điện tử của máy tính, điều hòa không khí hoặc máy giặt. Cáp càng dày thì điện áp tăng sẽ càng nhỏ.

Thật không may, trên thị trường có rất nhiều loại cáp không được sản xuất theo GOST mà theo yêu cầu của các thông số kỹ thuật khác nhau.

Thường thì tiết diện lõi của chúng không đáp ứng yêu cầu hoặc chúng được làm bằng vật liệu dẫn điện có điện trở lớn hơn yêu cầu. Do đó, công suất tối đa thực tế tại đó xảy ra hiện tượng nóng lên cho phép của cáp nhỏ hơn trong bảng tiêu chuẩn.

Bức ảnh này cho thấy sự khác biệt giữa các loại cáp được sản xuất theo GOST (trái) và theo TU (phải). Có sự khác biệt rõ ràng về mặt cắt ngang của dây dẫn và độ kín của vật liệu cách điện.

Tính toán định mức máy cắt để bảo vệ cáp

Máy lắp đặt trong bảng điều khiển phải đảm bảo đường dây được ngắt khi dòng điện vượt quá phạm vi cho phép của cáp điện. Vì vậy, cần phải tính toán mức định mức tối đa cho phép của công tắc.

Theo PUE, tải trọng dài hạn cho phép của cáp đồng đặt trong hộp hoặc trong không khí (ví dụ: trên trần treo) được lấy từ bảng trên. Các giá trị này dành cho các tình huống khẩn cấp khi xảy ra tình trạng quá tải điện.

Một số vấn đề bắt đầu xảy ra khi liên kết công suất định mức của công tắc với dòng điện dài hạn cho phép, nếu việc này được thực hiện theo GOST R 50571.4.43-2012 hiện hành.

Một đoạn của điều khoản 433.1 của GOST R 50571.4.43-2012 được đưa ra. Có sự thiếu chính xác trong công thức “2”, và để hiểu đúng định nghĩa của biến In, bạn cần tính đến Phụ lục “1”

Thứ nhất, việc giải mã biến I bị sai lệch_N, là công suất định mức, nếu bạn không chú ý đến Phụ lục “1” của đoạn GOST này. Thứ hai, có một lỗi đánh máy trong công thức “2”: hệ số 1,45 được thêm sai và thực tế này đã được nhiều chuyên gia nêu ra.

Theo khoản 8.6.2.1.GOST R 50345-2010 dành cho công tắc gia dụng có dòng điện lên tới 63 A, thời gian có điều kiện là 1 giờ. Dòng điện cắt được đặt bằng giá trị danh nghĩa nhân với hệ số 1,45.

Do đó, theo cả công thức thứ nhất và công thức thứ hai được sửa đổi, dòng điện định mức của bộ ngắt mạch phải được tính theo công thức sau:

TÔI_N <= tôi_Z / 1,45

Ở đâu:

• TÔI_N - dòng điện danh định của máy điện;
• TÔI_Z - dòng điện dài hạn cho phép của cáp.

Hãy tính toán xếp hạng của các công tắc cho các phần cáp tiêu chuẩn cho kết nối một pha với hai dây dẫn bằng đồng (220 V). Để làm điều này, chúng tôi chia dòng điện dài hạn cho phép (khi đặt trong không khí) cho hệ số cắt là 1,45.

Hãy chọn một chiếc máy sao cho mệnh giá của nó nhỏ hơn giá trị này:

• Phần 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Đánh giá: 13 A;
• Phần 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Đánh giá: 16 A;
• Phần 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Đánh giá: 25 A;
• Phần 6,0 mm²: 50/1,45 = 34,5. Đánh giá: 32 A;
• Phần 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Đánh giá: 40 A;
• Phần 16,0 mm²: 90/1,45 = 62,1. Đánh giá: 50 A;
• Phần 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Mệnh giá: 63 A.

Cầu dao 13A hiếm khi được bán nên các thiết bị có công suất định mức 10A thường được sử dụng thay thế.

Cáp có lõi nhôm hiện nay ít được sử dụng khi lắp đặt hệ thống dây điện bên trong. Ngoài ra còn có một bảng cho phép bạn chọn một phần dựa trên tải

Theo cách tương tự, đối với cáp nhôm, chúng tôi tính toán xếp hạng của máy:

• Phần 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Đánh giá: 10 hoặc 13 A;
• Phần 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Đánh giá: 16 hoặc 20 A;
• Phần 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Đánh giá: 25 A;
• Phần 10,0 mm²: 55/1,45 = 37,9. Đánh giá: 32 A;
• Phần 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Đánh giá: 40 A;
• Phần 25,0 mm²: 90/1,45 = 62,1. Đánh giá: 50 A.
• Phần 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Mệnh giá: 63 A.

Nếu nhà sản xuất cáp điện công bố sự phụ thuộc khác nhau của công suất cho phép vào diện tích mặt cắt thì cần phải tính toán lại giá trị cho các công tắc.

Các công thức tính sự phụ thuộc của dòng điện vào nguồn điện đối với mạng một pha và ba pha là khác nhau. Nhiều người có thiết bị được thiết kế cho điện áp 380 Volts đã mắc lỗi ở giai đoạn này

Cách xác định chi tiết các thông số kỹ thuật của cầu dao bằng cách đánh dấu đã nêu ở đây. Chúng tôi khuyên bạn nên đọc tài liệu giáo dục.

Ngăn chặn tình trạng quá tải từ công việc của người tiêu dùng

Đôi khi một máy được lắp đặt trên đường dây có công suất định mức thấp hơn đáng kể so với mức cần thiết để đảm bảo rằng cáp điện vẫn hoạt động.

Nên giảm định mức của công tắc nếu tổng công suất của tất cả các thiết bị trong mạch nhỏ hơn đáng kể so với mức mà cáp có thể chịu được. Điều này xảy ra nếu vì lý do an toàn, sau khi lắp đặt hệ thống dây điện, một số thiết bị đã bị tháo khỏi đường dây.

Khi đó, việc giảm công suất định mức của máy là hợp lý vì nó phản ứng nhanh hơn với tình trạng quá tải mới xuất hiện.

Ví dụ, khi ổ trục động cơ điện bị kẹt, dòng điện trong cuộn dây tăng mạnh nhưng không đến giá trị ngắn mạch. Nếu máy phản ứng nhanh, cuộn dây sẽ không có thời gian để tan chảy, điều này sẽ giúp động cơ không phải thực hiện quy trình quấn lại tốn kém.

Họ cũng sử dụng giá trị nhỏ hơn giá trị tính toán do các hạn chế nghiêm ngặt đối với từng mạch. Ví dụ, đối với mạng một pha, một công tắc 32 A được lắp đặt ở lối vào căn hộ có bếp điện, cung cấp công suất cho phép là 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW.Giả sử khi nối dây căn hộ, 3 đường dây được bố trí với việc lắp đặt cầu dao nhóm có giá trị danh định là 25 A.

Nếu số lượng cầu dao nhóm lắp đặt trong tủ phân phối nhiều thì phải có ký hiệu và đánh số. Nếu không bạn có thể bị nhầm lẫn

Giả sử rằng tải trên một trong các đường dây tăng chậm. Khi mức tiêu thụ điện năng đạt giá trị bằng mức cắt đảm bảo của công tắc nhóm, chỉ còn lại (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW cho hai phần còn lại.

Con số này rất ít so với tổng lượng tiêu thụ. Với thiết kế tủ phân phối như vậy, cầu dao đầu vào sẽ tắt thường xuyên hơn các thiết bị trên đường dây.

Vì vậy, để duy trì nguyên tắc chọn lọc, cần lắp đặt các công tắc có định mức 20 hoặc 16 ampe ở các khu vực. Khi đó, với cùng sự mất cân đối về điện năng tiêu thụ, hai liên kết còn lại sẽ chiếm tổng công suất 3,8 hoặc 5,1 kW là chấp nhận được.

Hãy xem xét khả năng cài đặt chuyển đổi với mức định mức 20A, sử dụng ví dụ về đường dây riêng dành riêng cho nhà bếp.

Các thiết bị điện sau đây được kết nối với nó và có thể được bật đồng thời:

• Tủ lạnh có công suất định mức 400 W và dòng điện khởi động 1,2 kW;
• Hai tủ đông, công suất 200 W;
• Lò nướng công suất 3,5 kW;
• Khi vận hành lò nướng điện chỉ được phép bật thêm một thiết bị, trong đó mạnh nhất là ấm đun nước điện, tiêu thụ 2,0 kW.

Một máy hai mươi amp cho phép bạn truyền dòng điện trong hơn một giờ với công suất 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Việc tắt máy được đảm bảo trong vòng chưa đầy một giờ sẽ xảy ra với dòng điện 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

Trong nhà bếp, thiết bị làm lạnh và bếp nấu phải có nguồn điện thường xuyên.Nếu có nguy cơ vượt quá dòng điện thì có thể loại bỏ hoạt động đồng thời của các thiết bị khác bằng cách chỉ phân bổ hai ổ cắm cho chúng

Khi bật đồng thời lò nướng và ấm điện, tổng công suất sẽ là 5,5 kW hoặc 1,25 phần giá trị danh định của máy. Vì ấm đun nước không hoạt động lâu nên sẽ không tắt. Nếu tại thời điểm này, tủ lạnh và cả hai tủ đông đều bật, công suất sẽ là 6,3 kW hoặc 1,43 phần giá trị danh định.

Giá trị này đã gần với tham số ngắt được đảm bảo. Tuy nhiên, khả năng xảy ra tình huống như vậy là cực kỳ thấp và khoảng thời gian đó sẽ không đáng kể vì thời gian hoạt động của động cơ và bình đun rất ngắn.

Dòng điện khởi động xảy ra khi khởi động tủ lạnh, thậm chí trong tổng số tất cả các thiết bị đang hoạt động, sẽ không đủ để kích hoạt quá trình nhả điện từ. Vì vậy, trong những điều kiện đã cho, có thể sử dụng bộ ngắt mạch 20 A.

Lưu ý duy nhất là khả năng tăng điện áp lên 230 V, được các văn bản quy định cho phép. Đặc biệt, GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) xác định điện áp tiêu chuẩn là 230 V với khả năng sử dụng 220 V.

Hiện nay hầu hết các mạng đều cung cấp điện có điện áp 220 V. Nếu thông số hiện tại được điều chỉnh theo tiêu chuẩn quốc tế 230 V thì có thể tính toán lại xếp hạng theo giá trị này.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Chuyển đổi thiết bị. Chọn máy đầu vào tùy thuộc vào nguồn điện được kết nối. Quy tắc phân phối điện:

Chọn switch dựa trên dung lượng cáp:

Tính toán dòng điện định mức của cầu dao là một công việc phức tạp, cần phải tính đến nhiều điều kiện.Mức độ dễ bảo trì và an toàn của mạng điện cục bộ phụ thuộc vào loại máy được lắp đặt.

Nếu nghi ngờ về khả năng đưa ra lựa chọn đúng đắn, bạn nên liên hệ với các thợ điện có kinh nghiệm.

Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới. Hãy cho chúng tôi biết về kinh nghiệm của bạn trong việc lựa chọn bộ ngắt mạch. Chia sẻ thông tin, hình ảnh hữu ích về chủ đề bài viết, đặt câu hỏi.