Что такое автоматический выключатель и как он работает? | Семейный Разнорабочий

Как найти правильный размер автоматического выключателя? Калькулятор выключателя и примеры

Как рассчитать размер автоматического выключателя? Калькулятор размера выключателя с примерами решений

Согласно информации NEC (Национальный электрический кодекс), IEC (Международная электротехническая комиссия) и IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике), автоматический выключатель надлежащего размера необходим для всех электрических цепей, т. е. для жилой проводки и промышленной или коммерческой установки, для предотвращения поражения электрическим током, опасного возгорания и защиты подключенного электрического оборудования и приборов.

Для максимальной безопасности и надежной работы электрических машин рекомендуется использовать автоматический выключатель правильного и подходящего размера в соответствии с протекающим через него током в цепи. Если мы не используем автоматический выключатель правильного размера.

  • Связанный пост: Как найти подходящий размер кабеля и провода? – Решенные примеры

В случае использования автоматического выключателя другого (большего или меньшего) размера вместо правильного размера цепь, кабели и провода, даже подключенное устройство, могут нагреваться, а в случае короткого замыкания оно может начать дымить и гореть. Вот почему для бесперебойной работы необходим автоматический выключатель правильного размера.

В этом посте мы собираемся показать, как выбрать автоматический выключатель правильного размера для монтажа и проектирования электропроводки с соответствующим уровнем напряжения, потребляемой мощностью и разницей в % от нагрузки цепи и токовой нагрузки выключателя.

Как найти правильный размер автоматического выключателя - Калькулятор размера выключателя и примеры

  • Связанный пост: Разница между автоматическими выключателями MCB, MCCB, ELCB и RCB, RCD или RCCB

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель (АВ) — это устройство управления и защиты, которое:

  • Управляйте (замыкайте или размыкайте) цепь вручную или с помощью дистанционного управления в нормальных условиях и при неисправностях.
  • Автоматически размыкайте цепь в условиях неисправности (например, перегрузка по току, короткое замыкание и т. д.).

Автоматический выключатель используется для коммутационного механизма и защиты системы.

Автоматический выключатель представляет собой коммутационное, а также защитное устройство, используемое для включения/выключения цепи, а также для предотвращения поражения электрическим током. Для точной работы и защиты даже сложные конструкции используются с автоматическими выключателями, такими как предохранители, реле, выключатели, заземление и т. д.

Читайте также:
TechTopics № 87 | Технические темы | Сименс США

Символы автоматического выключателя

  • Связанный пост: Основное различие между предохранителем и автоматическим выключателем
Как работает автоматический выключатель?

В нормальных условиях, когда номинальный ток цепи ниже, чем номинал автоматического выключателя, цепь работает нормально и может быть изменена вручную. В случае неисправности или короткого замыкания, когда значение тока превышает ток автоматического выключателя, он автоматически отключится, т.е. разорвет цепь от основного источника питания.

Например, автоматический выключатель на 30 ампер сработает при 30 ампер, независимо от того, является ли он постоянной или непостоянной нагрузкой. Поэтому мы должны выбирать величину тока для автоматического выключателя на 20-25% большую, чем ток, протекающий в кабелях и проводах к подключаемому устройству.

Если мы используем автоматический выключатель на 100 А для цепи на 30 А, он не защитит цепь от токов короткого замыкания и может сжечь и повредить устройство, поскольку ток более 30 ампер не отключит автоматический выключатель. Короче говоря, мы должны использовать автоматический выключатель соответствующего размера в соответствии с устройством, т.е. ток выключателя не должен быть ни ниже, ни выше, а должен составлять 125% от тока цепи.

  • MCB (миниатюрный автоматический выключатель) — типы, конструкция, работа и применение
  • Воздушный автоматический выключатель (ACB) – типы, конструкция, Эксплуатация и приложения

Калькулятор размера автоматического выключателя

Следующий калькулятор мощности автоматического выключателя покажет разницу в процентах от нагрузки, уровень напряжения в разных странах и точный размер выключателя в амперах.

  • Калькулятор сечения проводов и кабелей в AWG
  • Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)

Расчет размера автоматического выключателя для однофазного питания

Чтобы определить подходящий размер автоматического выключателя для однофазного питания, он зависит от множества факторов, таких как тип нагрузки, материал кабеля, температура окружающей среды и т. д.

Общее эмпирическое правило заключается в том, что размер автоматического выключателя должен составлять 125% от допустимой нагрузки кабеля и провода или цепи, которую должен защищать выключатель. Давайте посмотрим на следующие решенные примеры:

Пример 1:

Предположим, провод 12 калибра используется для цепи освещения 20 ампер с однофазным питанием 120В. Каков наилучший размер автоматического выключателя для этой цепи на 20 А?

Читайте также:
Я хочу, чтобы Home Depot забрал эту сломанную стиральную машину! Отчет Эллиотта

Решение:

Размер автоматического выключателя: ?

Размер выключателя должен составлять 125% от тока цепи.

Размер автоматического выключателя = 25A

  • Как определить размер центра нагрузки, щитов и распределительного щита?
  • Как определить количество автоматических выключателей в щите?
  • Как определить правильный размер емкости субпанели?

Пример 2:

Какой размер автоматического выключателя подходит для однофазного питания 2000 В мощностью 120 Вт?

Решение:

  • Нагрузка: 2000 Вт
  • Напряжение: 120 В (однофазный)

Согласно закону Ома,

  • Я = П/В
  • я = 2000Вт/120В
  • I = 16.66 А.

Размер автоматического выключателя:

Просто умножьте 1.2 или 1.25 на ток нагрузки.

Размер автоматического выключателя = 20 А

Пример 3:

Какой размер автоматического выключателя подходит для однофазной цепи нагрузки 230 В, 1840 кВт?

Решение:

  • Ток = мощность / напряжение
  • я = 1840Вт/230В
  • Я = 8A

Минимальный номинал автоматического выключателя должен быть 8А.

Рекомендуемый размер автоматического выключателя должен быть

= 10

  • Похожие темы: Автоматический выключатель Smart WiFi – конструкция, установка и работа

Расчет размера автоматического выключателя для трехфазного питания

Чтобы найти размер выключателя для трехфазного напряжения питания, мы должны точно знать тип нагрузки, поскольку существует множество факторов, влияющих на ток нагрузки. Другими словами, одно и то же правило не будет применяться к различным типам нагрузок, т.е. легкой, двигательной, индуктивной или емкостной нагрузке, поскольку двигатель изначально потребляет очень большой ток в процессе пуска, а также влияет коэффициент мощности. Для бытового использования мы можем следовать той же формуле, что и выше для однофазной сети, взяв √3 (1.732) из-за формулы трехфазной мощности.

Полезно знать: при той же нагрузке размер выключателя в трехфазном режиме меньше, чем размер выключателя, используемого в однофазных цепях переменного тока.

Давайте найдем правильный размер автоматического выключателя для трехфазных цепей следующим образом.

Пример 1: Какой размер автоматического выключателя необходим для трехфазной нагрузки 6.5 кВт 480 В?

Решение:

Мощность в трех фазах: P = V x I x √3

  • I = 6.5 кВт / (480 В x 1.732) … (√3 = 1.732)
  • I = 6.5 кВт / 831.36
  • Я = 7.82A

Рекомендуемый размер автоматического выключателя

1.25 х 7.82 А = 9.77A

Следующий ближайший стандарт автоматического выключателя – 10А..

Читайте также:
Опилкобетон: отзывы строителей. Монолитные стены из опилкобетона

Пример 2: Найдите подходящий размер выключателя для 3-фазной нагрузки 415 В, 17 кВт?

Решение:

  • Ток = мощность / (напряжение x √3)
  • I = 17000 Вт / (415 В x 1.732)
  • Я = 23.65A

Рекомендуемый размер автоматического выключателя: 1.25 x 23.65 А = 29.5 А. Следующее ближайшее значение равно 30A.

  • Связанный пост: Разница между автоматическим выключателем и изолятором/разъединителем

Расчет размера автоматического выключателя для постоянной и неконфликтной нагрузки

Поскольку автоматические выключатели (CB) и устройства защиты от перегрузки по току (OCPD) рассчитаны на 100% номинального тока, т. е. автоматический выключатель на 30 А может безопасно выдерживать ток точно в 30 А, но NEC предлагает 80% в качестве безопасного предела тока по сравнению с номинальным током автоматических выключателей. . Это связано с тем, что все нагрузки не одинаковы, т. е. некоторые нагрузки являются одновременными (непрерывными), а другие — непостоянными (прерывистыми).

При конфликтных нагрузках в течение трех и более часов ток нагрузки не должен превышать 80 % номинального тока выключателя и ОРУ.

80% автоматического выключателя на 30А составляет 24А. Таким образом, цепь на 30 А можно безопасно использовать для цепи на 24 А.

Другими словами, для цепи нагрузки, имеющей 24 А, подходящий размер выключателя будет:

Пример 1: Размер выключателя для неконфликтной нагрузки 30 А

  • Автоматический выключатель, рассчитанный на 100 %, рассчитанный на 30 А, может использоваться для непостоянной нагрузки 30 А.

Пример 2: Размер CB для конфликтной нагрузки 28A

  • В случае постоянной нагрузки применяется ставка 125%.
  • 1.25 х 28 А = 35A

Пример 3: Размер выключателя для неконфликтной нагрузки 30 А и конфликтной нагрузки 28 А

  • = 125 % длительной нагрузки + 100 % непостоянной нагрузки
  • = (1.25 х 28 А) + (30 А)
  • = 75A

Хорошо знать:

  • Выключатель слишком большого размера, используемый для защиты, может повредить водонагреватель или другие подключенные приборы, что может даже привести к пожару из-за перегрева.
  • Прерыватель меньшего размера или такой же номинал с прерывателем тока нагрузки может снова и снова срабатывать и перезапускать цепь. Используйте гидромолот правильного размера.
  • Однофазный автоматический выключатель нельзя использовать для трехфазных уровней напряжения питания.
  • 3-полюсный автоматический выключатель можно использовать в 3-фазной системе с 2 или 3 полюсами.
  • 3-полюсный автоматический выключатель можно использовать только в 1-фазной системе и только в том случае, если это указано в маркировке или указано в руководстве пользователя.
  • Размыкатель на 30 А и провод калибра 10 можно использовать для питания 240 В переменного тока.
  • Прерыватель не может быть больше, чем ток провода, за исключением некоторых нагрузок, таких как больше нагрузок.
Читайте также:
Деревянные входные двери » Современные и традиционные двери на заказ | Нойффер

Кроме того, автоматический выключатель рассчитан на:

  • 120В можно использовать только для 120В.
  • 240 В можно использовать для 120 В, 240 В, но не для 277 В (коммерческое применение)
  • 120-277 можно использовать для 120В, 240В и 277В.
  • 120В нельзя использовать в цепи 240В и наоборот.
  • 15А, 120В нельзя использовать в цепи 20А, 120В.

Таблицы размеров автоматических выключателей и токов в %

Максимальный безопасный предел тока составляет 80 % от номинального размера выключателя, за исключением некоторых двигателей. Имейте в виду, что размер прерывателя не должен увеличивать максимальный номинальный ток кабеля и провода. Ниже приведена диаграмма, показывающая % от максимального номинального тока размера выключателя для различных типов токов нагрузки.

Тип нагрузки Максимальный размер автоматического выключателя, % от тока
Резистивные нагрузки, тепло, плиты, тостеры, водонагреватели и т. д. 125%
Осветительные нагрузки 125%
430-152 Герметичные двигатели*, кондиционеры и тепловые насосы 175%
Сварщики 200%
Прерыватели MCP для двигателей 125% или следующий больший размер

* Двигатели кроме герметичных 00-250% NEC

На следующих двух диаграммах показаны подходящие размеры автоматических выключателей с сечением проводов и разным уровнем напряжения.

Как работают автоматические выключатели

Это темная и бурная ночь. Вы включаете свет в холле, включаете кофеварку и включаете переносной электрический обогреватель. Вы начинаете чувствовать себя комфортно, когда слышите слабый, но зловещий щелчок — и все становится черным. Это не кошачий грабитель или полтергейст, играющий с вашей электрической системой. Это перегруженная цепь, защищенная сработавшим автоматическим выключателем. Какой-то жуткий и загадочный, а? Нет, если вы знаете несколько простых вещей.

почему автоматические выключатели опрокидывают правильно функционирующую 15-амперную цепь

Рисунок A: Правильно функционирующая схема на 15 ампер

В этой цепи есть провода и автоматический выключатель, который может легко выдерживать силу тока, необходимую для устройств.
на ней.

Что такое цепь?

Когда электричество поступает в ваш дом, оно поступает в блок выключателя (или блок предохранителей в старых домах), где он делится на несколько цепей. Каждая цепь защищена выключателем или предохранителем. Спальни, гостиные и семейные комнаты, где обычно используются только светильники, будильники и другие мелкие электроприборы, обычно подключаются к 15-амперным цепям. Кухни, прачечные, ванные комнаты и столовые — места, где вы, скорее всего, будете использовать тостеры, утюги, фены и другие мощные устройства — обычно обслуживаются более мощными 20-амперными цепями. Крупные бытовые приборы, такие как электрические водонагреватели на 5,000 Вт и электрические плиты на 10,000 30 Вт, потребляют так много электроэнергии, что используют собственную выделенную цепь на 50–XNUMX ампер (см. Рис. D в разделе «Дополнительная информация» ниже), защищены большими двухполюсными автоматическими выключателями.

Читайте также:
Как заменить прогнивший пол перед ванной. Главная Путеводители | Сан-Франциско Ворота

Что такое перегрузка цепи?

Автоматический выключатель, провод и даже изоляция провода предназначены для работы как система, и эта система имеет ограничения. Попробуйте пропустить через цепь больший ток, чем она рассчитана, и все начнет происходить (Рис. B). Провода нагреваются под бременем пропускания избыточного тока. Когда это происходит, изоляция вокруг провода может разрушиться или даже расплавиться. Когда изоляция плавится, ток больше не ограничивается проводом. Вот когда начинаются пожары. К счастью, автоматический выключатель обнаруживает избыточный ток и «срабатывает», чтобы остановить поток энергии до того, как произойдет повреждение.

В ту ночь, когда в вашем доме погас свет, вы были в порядке, только свет и кофеварка работали. Настоящая беда началась, когда ты подключил этот проклятый обогреватель.

почему автоматические выключатели срабатывают при перегрузке цепи

Рисунок B: Перегруженная цепь

В этой схеме слишком много энергоемких устройств, и она пытается выдерживать большую силу тока, чем рассчитана. Вещи начинают нагреваться. К счастью, автоматический выключатель это чувствует, срабатывает и «разрывает» цепь.

Как рассчитать амперы, вольты и ватты

Чтобы приступить к решению задачи, нам нужно знать одну простую формулу «эмпирического правила». Эта формула поможет нам определить, перегружают ли ее все электрические элементы в конкретной цепи. Эта формула также помогает определить некоторые повседневные термины и то, как они соотносятся друг с другом. В конце концов, лампочки и обогреватели имеют маркировку в ваттах; инструменты и автоматические выключатели в амперах; и наша бытовая электрическая система в вольтах: как они все сочетаются друг с другом?

Простая формула (Рис. C) говорит нам, как: ватты, деленные на напряжение, равны амперам. Другие показанные уравнения — это просто другие способы сказать то же самое.

напряжение проще всего можно описать как давление, под которым движется электричество — цепь электронов. Большая часть бытового тока подается при напряжении 120 вольт, хотя ток для крупных электроприборов подается при более высоком напряжении 240 вольт.

Усилители (или ампер) — это мера количества электронов, которые напряжение выталкивает за заданную точку в
одну секунду.

МОЩНОСТЬ это единица измерения электрической мощности. Он показывает, сколько электронов было пропущено через электрическое устройство, чтобы заставить его работать. Это то, за что электрическая компания выставляет вам счет.

Читайте также:
Дом площадью 13 квадратных метров, полный идей - gestalten EU Shop

почему автоматические выключатели срабатывают основная формула

Рисунок C: Основная формула

Используйте эти простые уравнения для преобразования различных измерений электроэнергии, чтобы помочь определить такие вещи, как количество розеток на 15-амперном выключателе или количество ламп на 15-амперной цепи.

Почему выключатели спотыкаются?

Сила цепи и автоматического выключателя, которые вы отключили, составляет 15 ампер или 1,800 ватт (15 ампер x 120 вольт = 1,800 ватт). Свет потреблял 360 ватт или жалкие 3 ампера (360 ватт разделить на 120 вольт = 3 ампера) — вполне в пределах мощности вашей 15-амперной системы. 800-ваттная кофеварка (деленная на 120 вольт) потребляла 6.6 ампера, что значительно больше, чем мощность ламп, но их суммарное 9.6-амперное потребление все еще находится в пределах 15-амперной схемы.

Но когда вы подключили 1,200-ваттный обогреватель, требуемые 10 ампер, плюс потребление двух других устройств, потребовали 19.6 ампер через 15-амперную систему (Рис. B). Это как питон, проглотивший свинью; система просто не справляется с нагрузкой. Автоматический выключатель терпел это некоторое время. Но когда избыточный ток и возникающее в результате тепло начали деформировать два куска металла внутри выключателя, они начали «нажимать на курок». И когда металлические детали сгибались до определенной точки, спусковой крючок разрывал две контактные точки, прерывая поток электричества и отключая эту цепь. Если в цепи возникает внезапное сильное напряжение, небольшой электромагнит в автоматическом выключателе может также разъединить контактные точки. Если у вас есть предохранители, избыточное тепло плавит провод внутри предохранителя, что, в свою очередь, останавливает поток электричества.

Если бы это был выключатель на 20 ампер с более толстым проводом № 12, способным выдерживать 2,400 Вт, выключатель не сработал бы. Но как только провод находится в стене, а выключатель находится в коробке выключателя, вы мало что можете сделать, чтобы модернизировать установленную цепь. Но у вас есть другие варианты.

Цепи на 240 В

Более крупные бытовые приборы, такие как электрические водонагреватели, сушилки и плиты, требуют такой большой мощности, что электричество к ним подводится по 240-вольтовым цепям. Все потому, что напряжение в 240-вольтовых цепях «давит» в два раза сильнее. Например, для электрического флюгельгорна мощностью 6,000 ватт в цепи 120 вольт потребуется цепь 50 ампер (6,000 ватт разделить на 120 вольт = 50 ампер). Для этого потребуются гигантские провода. Но для того же флюгельгорна на 6,000 ватт в цепи 240 вольт требуется только цепь на 25 ампер (6,000 разделить на 240 = 25), а также меньший провод и автоматический выключатель.

Читайте также:
Дизайнеры рассказывают, когда не стоит завешивать окна шторами

Решение первое — краткосрочное решение

Простое решение — подключить обогреватель к розетке цепи с избыточной мощностью. Вы можете довольно легко определить существующую нагрузку на цепь: выключите автоматический выключатель, затем включите выключатели света и проверьте розетки, чтобы увидеть, какие из них больше не работают. Затем сложите общую ваттную нагрузку устройств в этой цепи. Это часто легче сказать, чем сделать. Иногда цепь с надписью «спальня» подключается к розеткам в прачечной. Или верхние и нижние розетки дуплексной розетки будут на разных цепях. После того, как вы наметите схему и суммируете электрические нагрузки, вы сможете определить, сможете ли вы подключить к цепи больше устройств, не перегружая ее.

Когда вы суммируете электрические нагрузки, имейте в виду, что провод, рассчитанный на 15 ампер, может нести 15 ампер в течение всего дня. Однако 15-амперные выключатели и предохранители могут постоянно выдерживать только 12 ампер — 80 процентов от их номинала. Непрерывной считается схема, загруженная до предела в течение трех и более часов. Это правило 80 процентов применяется ко всем выключателям и предохранителям. Более подробную информацию о расчете нагрузок см. в разделе Предотвращение электрических перегрузок.

Решение второе — долгосрочное исправление

Лучшим долгосрочным решением является установка новой выделенной цепи и выхода для обогревателя. Большинство электриков предложат специальную цепь для любого прибора, который потребляет более половины мощности цепи. Рис. D в разделе «Дополнительная информация» (ниже) показана мощность приборов, которые обычно имеют выделенные цепи. Каждый раз, когда вы устанавливаете большой электроприбор — будь то 120 или 240 вольт — устанавливайте его на отдельной выделенной цепи с проводом нужного размера и автоматическим выключателем.

Как вы можете видеть из Рис. E, 20-амперный выключатель с более толстым проводом № 12 может пропускать больший ток, чем 15-амперная цепь с проводом № 14. Когда вы проводите проводку или переделываете электропроводку на кухне, в прачечной, ванной или столовой, Национальный электротехнический кодекс требует от вас установки 20-амперных цепей, которые могут пропускать больший ток. Если вы используете много электроинструментов, имеет смысл использовать 20-амперные схемы и для вашего гаража, мастерской и подвала.

Читайте также:
Подражание античности: здания эпохи Возрождения от Брунеллески до Микеланджело

Для получения информации о том, как подключить новую цепь, см. Как подключить новую цепь.

почему автоматические выключатели отключают размеры проводов

Рисунок E: Размеры проводов

Более крупный провод 12-го калибра может безопасно выдерживать большую силу тока, чем меньший провод 14-го калибра, без перегрева.

Вмешательство запрещено

У домовладельцев, которые кладут «копейку в блок предохранителей», чтобы предохранители не перегорели, происходит короткое замыкание в мозгу. Без предохранителя, который прерывает поток энергии, когда через цепь проходит слишком много ампер, провода перегреваются, изоляция проводов плавится и возникает пожар. И вы не можете просто заменить 15-амперный выключатель на 20-амперный; это современный эквивалент того, чтобы положить пенни в блок предохранителей. Помните, что автоматический выключатель, провод и изоляция проводов спроектированы и рассчитаны на совместную безопасную работу.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: