Výběr jističe podle výkonu zátěže, průřezu kabelu a proudu: zásady a vzorce pro výpočty

Možná korekce průřezu vodiče na odpor vedení

Každý vodič má vlastní odpor - o tom jsme hovořili na začátku článku, když jsme uváděli hodnoty odporu materiálů, mědi a hliníku.

Oba tyto kovy mají velmi dobrou vodivost a na krátkých úsecích nemá vlastní odpor vedení žádný významný vliv na celkové parametry obvodu. Pokud se však plánuje dlouhé vedení nebo například dlouhý prodlužovací kabel, který má vést mimo domov, je vhodné vypočítat jeho vlastní odpor a porovnat úbytek napětí, který vyvolává, s napájecím napětím. Pokud je úbytek napětí větší než 5 % jmenovitého napětí obvodu, doporučuje se použít kabel s větším průřezem.

Vyrábí se například svařovací invertorový kabel. Pokud je odpor samotného kabelu nadměrný, vodiče se při zatížení přehřívají a napětí nemusí být dostatečné pro správnou funkci jednotky.

Vlastní odpor kabelu lze vypočítat podle vzorce:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk - odpor kabelu (vedení), ohm;

2 - délka kabelu se zdvojnásobí, protože se bere v úvahu celá cesta proudu, tj. "tam a zpět";

ρ - odpor materiálu jádra kabelu;

L - délka kabelu, m

S - plocha průřezu vodiče, mm².

Předpokládá se, že již víme, s jak velkým proudem máme při připojování zátěže co do činění - to již bylo v tomto článku mnohokrát probráno.

Při znalosti proudu lze snadno pomocí Ohmova zákona vypočítat úbytek napětí a následně jej porovnat s jmenovitým proudem.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

Pokud je výsledek zkoušky vyšší než 5 %, měl by se průřez kabelu zvětšit o jeden přírůstek.

S tím vám rychle pomůže jiná online kalkulačka. Nezdá se, že by to vyžadovalo další vysvětlení.

Kalkulačka pro testování úbytku napětí pro dlouhá vedení

Jak bylo uvedeno výše, pokud je hodnota do 5 %, nelze nic měnit. Pokud je větší než tato hodnota, zvětší se průřez kabelu, a to i s následnou kontrolou.

*  *  *  *  *  *  *

Byly tedy zváženy hlavní otázky týkající se potřebné plochy průřezu kabelu v závislosti na zamýšleném zatížení. Čtenář si může zvolit libovolnou z navržených metod výpočtu podle svých představ.

Článek uzavíráme videem na stejné téma.

Jmenovitý proud a časově-proudová charakteristika

Následuje jeden z hlavních nápisů - jmenovitý proud automatické jednotky. Například C25 nebo C16.

První písmeno označuje časovou proudovou charakteristiku "C". Číslo za písmenem je hodnota jmenovitého proudu.

Nejčastější charakteristiky jsou "B, C, D, Z, K". Určují dobu vypnutí v závislosti na zkratovém proudu protékajícím jističem. Pokud je krátký, pak:

B
Jistič vypne "podmíněně okamžitě" při zkratovém proudu 3 až 5násobku své jmenovité hodnoty.

Používají se především v osvětlovacích obvodech.

C
Při poruchovém proudu 5-10násobku jmenovitého proudu

Univerzální použití v sítích se smíšeným zatížením.

D
10-20násobek jmenovitého proudu

Slouží k připojení elektromotorů.

Z
2 až 3krát

Relevantní v obvodech s elektronickými zařízeními.

K
8 až 12násobně

Vhodné pouze pro zařízení s indukční zátěží.

Všechna tato zařízení mají tepelnou a elektromagnetickou ochranu. Přestože tepelná ochrana někdy nemusí být zajištěna. Ale o tom až o něco později.

Elektromagnetické - v rozsahu výše uvedených parametrů v závislosti na typu charakteristiky.

Všimněte si, že při C25 jistič neodpojí zátěž 26 A. Učiní tak pouze při 1,13násobku hodnoty proudu 25 A. A to i po poměrně dlouhé době (více než 1 hodina).

Ano, a pak po poměrně dlouhé době (více než 1 hodina).

Existuje něco jako:

vypínací proud - 1,45*Inom

Dávkovač zaručeně funguje do hodiny.

Žádný vypínací proud - 1,13*Inom

Automatická řídicí jednotka plynového hořáku se nesmí spustit během jedné hodiny.

Nezapomeňte také, že jmenovitý proud na krytu je udáván pro okolní teplotu +30 °C. Pokud umístíte jistič do sauny nebo na fasádu domu, přímo pod slunce, v horkém letním dni 16 A jistič vypne proudem ještě menším, než je jmenovitý proud!

K čemu slouží

Jističe pro byty, rodinné domy, malé průmyslové objekty mají společný princip činnosti.

Jsou vybaveny dvoustupňovým ochranným systémem:

1. Tepelné. Tepelné uvolnění je vyrobeno z bimetalové desky. Deska se při delším působení vysokého proudu stává pružnější, což způsobí její vypnutí na jističi.
2. Elektromagnetické. Úlohu elektromagnetického uvolňovače plní solenoid. Pokud je detekován proudový náraz, na který není jistič a kabel dimenzován, vypne se i jistič. Jedná se o ochranu proti zkratu.

AB (běžná zkratka) chrání síť před izolačním ohřevem a požárem.

Právě kvůli tomuto schématu fungování je důležité vědět, kolik ampérů instalovat jistič v bytě: pokud zvolíte špatné zařízení, nebude schopno zablokovat špatný proud a vypukne požár. Správně dimenzovaná pojistka chrání před požárem, úrazem elektrickým proudem, teplem a spálením obvodů domácích spotřebičů.

Rozhodněte se pro hodnocení

Z funkce GFCI vyplývá pravidlo pro určení jmenovité hodnoty GFCI: musí být schopen vypnout dříve, než proud překročí kapacitu elektroinstalace. To znamená, že jmenovitý proud jističe musí být nižší než maximální proud, který může vedení zvládnout.

Každé vedení musí být správně dimenzováno jističem.

Na tomto základě je algoritmus výběru pojistkového odpínače jednoduchý:

• Vypočítejte plochu průřezu kabelového svazku.
• Podívejte se na maximální proud, který kabel zvládne (viz tabulka).
• Pak vyberte nejmenší z jmenovitých jističů. Jmenovité hodnoty jističů jsou vztaženy k přípustným trvalým proudům pro daný kabel - mají o něco nižší jmenovitou hodnotu (viz tabulka). Seznam hodnocení vypadá následovně: 16A, 25A, 32A, 40A, 63A. Z tohoto seznamu si vyberete vhodnou položku. Existují i menší, ale ty už se téměř nepoužívají - spotřebičů máme dnes příliš mnoho a mají velký výkon.

Příklad

Algoritmus je velmi jednoduchý, ale funguje bezchybně. Abychom si to ujasnili, podívejme se na příklad. V následující tabulce je uveden maximální přípustný proud vodičů používaných pro domovní a bytové rozvody. Uvádí také doporučení pro použití jističů. Ty jsou uvedeny ve sloupci "Jmenovitý proud jističe". Právě tam hledejte jmenovité hodnoty - jsou o něco nižší než maximální přípustné, aby zapojení správně fungovalo.

Průřez měděných vodičů	Přípustný trvalý zatěžovací proud	Maximální jmenovitá hodnota zátěže při jednofázovém napájení 220 V	Jmenovitý proud jističe	Omezení proudu jističe	Přibližné zatížení pro jednofázový obvod
1,5 čtverce	19 А	4,1 kW	10 А	16 А	Osvětlení a signalizace
2,5 kV	27 А	5,9 kW	16 А	25 А	zásuvkové skupiny a elektrické podlahové vytápění
4 KW	38 А	8,3 kW	25 А	32 А	Klimatizační jednotky a ohřívače vody
6 KW	46 А	10,1 kW	32 А	40 А	Elektrické sporáky a trouby
10 KW	70 А	15,4 kW	50 А	63 А	vstupní řádky

V tabulce najdeme zvolený průřez vodiče pro dané vedení. Předpokládejme, že chceme instalovat kabel o průřezu 2,5 mm2 (nejběžnější při instalaci ke středně výkonnému spotřebiči). Vodič s tímto průřezem zvládne proud 27 A a doporučená hodnota pro jistič je 16 A.

Jak tedy bude obvod fungovat? Dokud proud nepřekročí 25 A, jistič nevypne, funguje normálně - vodič je teplý, ale ne na kritickou hodnotu. Když se proud zátěže začne zvyšovat a překročí 25 A, jistič po určitou dobu nevypíná - jedná se pravděpodobně o rozběhový proud, který je krátkodobý. Vypne se, pokud proud překročí 25 A o 13 % po dostatečně dlouhou dobu. V tomto případě, pokud dosáhne 28,25 A. Pak dojde k vypnutí elektrické pojistky a odpojení větve od napětí, protože tento proud již ohrožuje vodič a jeho izolaci.

Výpočet příkonu

Mohu vybrat jistič podle příkonu zátěže? Pokud k napájení připojíte pouze jeden spotřebič (obvykle velký spotřebič s vysokou spotřebou energie), můžete použít jmenovitý příkon tohoto spotřebiče. Je také možné zvolit jistič, který je instalován u vchodu do domu nebo bytu.

Pokud hledáte jmenovitou hodnotu automatického jističe, musíte sečíst příkony všech spotřebičů, které budou připojeny k domácí síti. Poté se zjištěný celkový výkon dosadí do vzorce a zjistí se provozní proud pro danou zátěž.

Vzorec pro výpočet proudu z celkového výkonu

Po nalezení proudu vyberte hodnocení . Může být buď o něco vyšší, nebo o něco nižší než zjištěná hodnota. Hlavní je, že jeho vypínací proud nesmí překročit proudový limit pro danou elektroinstalaci.

Kdy lze tuto metodu použít? Pokud je elektroinstalace naddrátová (což mimochodem není špatně). Pak můžete z úsporných důvodů instalovat jističe odpovídající zátěži, nikoli průřezu vodiče.

Ještě jednou však upozorňujeme, že trvalá proudová zatížitelnost zátěže musí být větší než proudové omezení proudového chrániče. Teprve pak bude volba proudového chrániče správná.

Výpočet přípustného proudu na základě ohřevu jádra

Pokud se zvolí vodič vhodného průřezu, zabrání se tím poklesu napětí a přehřátí vedení. Průřezová plocha tedy rozhoduje o tom, zda je systém napájení provozován optimálně a hospodárně. Zdálo by se, že můžete jednoduše nainstalovat kabel s velkým průřezem. Náklady na měděné vodiče jsou však úměrné jejich průřezu a rozdíl při instalaci elektroinstalace již v jedné místnosti může činit několik tisíc rublů.

Proto je důležité vědět, jak správně vypočítat průřez kabelu: na jedné straně zaručíte bezpečný provoz sítě, na druhé straně nebudete utrácet další peníze za nákup příliš "tlustého" vodiče.

Při volbě průřezu vodiče je třeba zohlednit dvě důležitá kritéria - odvod tepla a napěťové ztráty. Pokud získáte dvě hodnoty plochy průřezu vodiče pomocí různých vzorců, zvolte větší hodnotu zaokrouhlenou směrem dolů na standardní hodnotu. Nadzemní vedení jsou obzvláště citlivá na ztráty napětí

U podzemních vedení a kabelů uložených v korugovaných trubkách je zároveň důležité zohlednit přípustné zahřívání. Průřez je tedy třeba určit podle typu zapojení.

Přípustné teploty ohřevu vodivých jader kabelů

Id je přípustné zatížení kabelu (topný proud). Tato hodnota odpovídá proudu protékajícímu vodičem po dlouhou dobu. Přitom dochází ke stanovení trvale přípustné teploty (Td). Vypočtený proud (Ir) musí odpovídat přípustnému proudu (Id) a k jeho určení je třeba použít vzorec:

Iр=(1000*Pн*kз)/√(3*Uн*hд*cos j),

kde:

• Rn - jmenovitý výkon, kW;
• Kz - součinitel zatížení (0,85-0,9);
• Nejmenovité napětí zařízení;
• hd - koeficient účinnosti zařízení;
• cos j - účiník zařízení (0,85-0,92).

I když se uvažují stejné hodnoty proudu, tepelný výkon se bude lišit v závislosti na okolní teplotě. Čím nižší je teplota, tím účinnější je tepelný výkon.

Korekční faktory pro kabel v závislosti na okolní teplotě

Teploty se liší v závislosti na regionu a ročním období, takže tabulky s konkrétními hodnotami naleznete v EAR. Pokud se teplota výrazně liší od vypočtené teploty, je třeba použít korekční faktory. Referenční hodnota pro vnitřní nebo venkovní teplotu je 25 stupňů Celsia. Pokud je kabel položen pod zemí, změní se teplota o 15 stupňů Celsia. V podzemí však zůstává teplota konstantní.

Napětí

230/400 V je nápis jmenovitého napětí, při kterém lze automatickou jednotku používat.

Pokud je zde uvedeno 230 V (bez 400 V), smí se tyto jednotky používat pouze v jednofázových sítích. Nemůžete dát dva nebo tři jednofázové jističe za sebou a tím napájet 380 V do zátěže motoru nebo třífázového čerpadla či ventilátoru.

Pozorně si prohlédněte také dvoupólové modely. Pokud mají na jednom z pólů napsáno písmeno "N" (nejen difuzory), je zde připojen nulový vodič, nikoli fázový.

Mají trochu jiný název. Například BA63 1P+N.

Symbol vlny znamená - pro provoz ve střídavých napěťových sítích.

Pro stejnosměrné napětí a proud je lepší taková zařízení neinstalovat. Jeho vypínací charakteristiky a výsledek zkratu nebudou předvídatelné.

Spínače pro stejnosměrný proud a napětí mohou mít na svých svorkách kromě symbolu přímky také charakteristický nápis "+" (plus) a "-" (minus).

Správné zapojení pólů je zde rozhodující. To je způsobeno tím, že podmínky zhášení oblouku jsou u stejnosměrného proudu poněkud těžší.

U střídavého proudu oblouk přirozeně zhasne, když sinusovka projde nulou, zatímco u stejnosměrného proudu sinusovka jako taková neexistuje. K trvalému zhasnutí oblouku používají magnet v blízkosti zhášecí komory.

To povede k bezprostřednímu zničení ohrady.

Ochrana nejslabšího článku elektrického obvodu

Při výběru vhodného kabelu je třeba kromě průřezu zohlednit také skutečné provozní podmínky. Jmenovité hodnoty jsou uvedeny pro teploty nepřesahující +60 °C.

Při instalaci vedení na pozemku v blízkosti venkovského domu musí být chráněno před vlhkostí a dalšími nepříznivými vnějšími vlivy.

Pečlivě zkontrolujte všechny části elektrické sítě. Základním pravidlem je spolehlivá ochrana s přihlédnutím k výkonnosti místa s nejhoršími parametry. Mějte na paměti, že měď je při stejném průřezu konstruována na vyšší zatížení než hliník. Určitý význam má čistota kovu. S přibývajícími nečistotami se zhoršuje vodivost a zvyšují se ztráty zbytečného a nebezpečného tepla.

Uspořádání vnitřní elektroinstalace

• Hlavní jistič musí být instalován před elektroměrem;
• Za ovládací zařízení nainstalujte proudový chránič (RCD);
• Jednotlivá vedení jsou pak vybavena jističi (CB).

Proudový chránič (RCD) zabraňuje nehodám způsobeným unikajícími proudy. V některých situacích zabraňuje úrazům elektrickým proudem. Komplexní ochranná opatření se však provádějí pomocí jističů. Účinné uzemnění je nutností.

Obecně je dobré mít v kuchyni několik skupin, aby se zátěž rozdělila rovnoměrně. Při rozvodu spotřebičů s vysokým výkonem je vhodné být obzvláště opatrný:

• varné desky;
• trouby;
• topné kotle, kotle, průtokové ohřívače;
• elektrické konvektory, horkovzdušné pistole;
• klimatizace.

Schéma zapojení se vyznačuje stromovou strukturou. Z osy "rozvodu" se provedou potřebné odbočky pro připojení zásuvek a vypínačů.

Tabulka jmenovitých hodnot pojistek podle proudu

Abyste ochránili vedení před přetížením a zkratem, musíte pečlivě a správně zvolit jmenovitý proud jističe. Pokud například chráníte vedení s kabelem 2,5 mm² jističem 25 A a máte současně zapnutých několik výkonných domácích spotřebičů, může proud překročit jmenovitou hodnotu jističe, ale pokud je hodnota menší než 1,45, může jistič fungovat přibližně hodinu.

Pokud je proud 28 A, izolace kabelu se začne tavit (protože povolený proud je pouze 25 A), což povede k poruše, požáru a dalším neblahým následkům.

Proto je tabulka jističů podle příkonu a proudu následující:

Jmenovité hodnoty jističů podle proudu

• Zkontrolujte schéma zapojení spotřebiče;
• shromážděte datový list zařízení, změřte napětí;
• Vypočítejte proudy v jednotlivých obvodech samostatně podle přiloženého schématu zapojení;
• Pro každou skupinu vyberte jistič, který vydrží odpovídající zatížení;
• identifikujte kabelové výrobky s vhodným průřezem vodičů.

Pravidla pro výběr hodnocení

Pro správné dimenzování je třeba vzít v úvahu zvláštnosti připojovaného zařízení. Pokud je vypočtený celkový proud 19 ampér, uživatelé si raději koupí 25A jednotku. Toto řešení předpokládá, že další zatížení lze použít bez výrazných omezení.

V některých situacích je však lepší zvolit jistič 20 A. Tím je zajištěno, že bimetalový odpojovač bude mít relativně kratší dobu na vypnutí při nárůstu proudu (nárůst teploty).

Toto opatření zachová celistvost vinutí motoru, pokud je rotor zablokován zaseknutým pohonem.

Různé doby vypnutí jsou užitečné pro zajištění selektivní činnosti ochran. Na linkách jsou instalována zařízení s kratším zpožděním. V případě nouze se odpojí pouze poškozená část. Jistič nestihne vypnout. Napájení ostatních obvodů je užitečné pro udržení světel, alarmů a dalších technických systémů v provozuschopném stavu.