Elección de una máquina automática para potencia de carga, sección transversal del cable y corriente: principios y fórmulas para los cálculos.

Posible corrección de la sección transversal del conductor para la resistencia de línea

Cualquier conductor tiene su propia resistencia; hablamos de esto al principio del artículo, cuando dimos los valores de resistividad de los materiales, cobre y aluminio.

Ambos metales tienen una conductividad muy decente y, en secciones de pequeña extensión, la propia resistencia de la línea no tiene ningún efecto significativo en los parámetros generales del circuito. Pero si se planea tender una línea larga o, por ejemplo, se hace que un cable de extensión de transporte largo funcione a una distancia considerable de la casa, entonces es recomendable calcular su propia resistencia y comparar la caída de voltaje causada por ella con el voltaje de suministroSi la caída de voltaje es superior al 5% del voltaje nominal en el circuito, las reglas para la operación de instalaciones eléctricas prescriben tomar un cable con conductores de mayor sección transversal.

Por ejemplo, se está fabricando un soporte para un inversor de soldadura. Si la resistencia del cable en sí es excesiva, los cables bajo carga se sobrecalentarán mucho y es posible que el voltaje no sea suficiente para el correcto funcionamiento del dispositivo.

La autoresistencia del cable se puede calcular mediante la fórmula:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk es la resistencia intrínseca del cable (línea), Ohm;

2 - la longitud del cable se duplica, ya que se tiene en cuenta todo el camino actual, es decir, "ida y vuelta";

ρ es la resistencia específica del material de los conductores de los cables;

L es la longitud del cable, m;

S es el área de la sección transversal del núcleo, mm².

Se supone que ya sabemos con qué corriente tendremos que lidiar al conectar la carga; esto ya se ha discutido más de una vez en este artículo.

Conociendo la intensidad de la corriente, es fácil calcular la caída de voltaje usando la ley de Ohm y luego compararla con el valor nominal.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

Si el resultado de la prueba es superior al 5%, la sección transversal de los núcleos de los cables debe aumentarse en un paso.

Otra calculadora en línea lo ayudará a realizar rápidamente dicha verificación. No parece requerir mayor explicación.

Calculadora de caída de voltaje de línea larga

Como ya se mencionó, con un valor de hasta el 5%, no puede cambiar nada. Si resulta más, la sección transversal del núcleo del cable aumenta, también con una verificación posterior.

*  *  *  *  *  *  *

Entonces, se consideraron los principales problemas relacionados con la sección transversal requerida del cable según la carga planificada.El lector es libre de elegir cualquiera de los métodos de cálculo propuestos, el que más le guste.

Terminaremos el artículo con un video sobre el mismo tema.

Corriente nominal y característica de tiempo

A esto le sigue una de las inscripciones principales: la corriente nominal de la máquina. Por ejemplo C25 o C16.

La primera letra indica la característica de tiempo-corriente "C". El número después de la letra es el valor de la corriente nominal.

Las características más comunes son "B, C, D, Z, K". Determinan el tiempo de actuación, en función de la corriente de cortocircuito que atraviesa la máquina. En resumen, entonces:

B
la máquina se apagará "condicionalmente al instante" con una corriente de cortocircuito de 3 a 5 veces más que la nominal

Básicamente se colocan en circuitos de iluminación.

C
a una corriente de cortocircuito 5-10 veces mayor que la nominal

Aplicación universal en redes con cargas mixtas.

D
10-20 veces más Inom

Se utiliza para conectar motores eléctricos.

Z
2-3 veces

Real en circuitos con dispositivos electrónicos.

k
8-12 veces

Sólo apto para equipos con carga inductiva.

Todos estos dispositivos tienen protección térmica y electromagnética. Aunque la térmica a veces puede no estar configurada. Pero más sobre eso más adelante.

Electromagnético: en el rango de los parámetros anteriores, según el tipo de característica.

Tenga en cuenta que con un valor de C25, la máquina no apagará la carga de 26 Amperios. Esto sucederá solo con un valor de corriente 1,13 veces superior a 25A. E incluso entonces, después de un período de tiempo bastante largo (más de 1 hora)

E incluso entonces, después de un período de tiempo bastante largo (más de 1 hora).

Hay tal cosa como:

corriente de funcionamiento — 1,45*Inom

La máquina está garantizada para trabajar en una hora.

corriente no operativa - 1.13 * Inom

La máquina no debe funcionar dentro de una hora, sino solo después de que haya transcurrido este tiempo.

Además, no olvide que el valor de la corriente nominal en la caja está indicado para una temperatura ambiente de +30C. Si coloca el dispositivo en una casa de baños o en la fachada de una casa, directamente bajo los rayos del sol, entonces una máquina automática de 16 amperios, en un caluroso día de verano, puede funcionar con una corriente incluso menor que la nominal. !

¿Por qué necesitas un automático?

Los interruptores automáticos para un apartamento, una casa adosada o una pequeña instalación industrial tienen un principio general de funcionamiento.

Están equipados con un sistema de protección de dos etapas:

1. Térmico. El disparador térmico está hecho de una placa bimetálica. Con una acción prolongada en el lado de alta corriente, aumenta la flexibilidad de la placa, por lo que toca el interruptor.
2. Electromagnético. El papel de la liberación electromagnética lo desempeña el solenoide. Al registrar un aumento de potencia de corriente, para el cual la máquina y el cable no están diseñados, el interruptor también dispara. Esta es la protección contra cortocircuitos.

AB (abreviatura común) protege la red eléctrica del aislamiento térmico y el fuego

Es precisamente por este esquema de trabajo que es importante saber cuántos amperios poner la máquina en el apartamento: si elige el dispositivo incorrecto, no podrá bloquear la corriente que es inapropiada en el poder, y un se producirá un incendio. Seleccionado de acuerdo con todas las recomendaciones, AB protegerá contra incendios, descargas eléctricas, calentamiento y combustión de chips de electrodomésticos.

Decidir sobre una denominación

En realidad, a partir de las funciones del interruptor automático, se sigue la regla para determinar la clasificación del interruptor automático: debe operar hasta que la corriente exceda las capacidades del cableado.Y esto significa que la corriente nominal de la máquina debe ser inferior a la corriente máxima que puede soportar el cableado.

Para cada línea, debe elegir el disyuntor correcto

En base a esto, el algoritmo para elegir un interruptor automático es simple:

• Calcule la sección transversal del cableado para un área específica.
• Mira cual es la corriente máxima que puede soportar este cable (la hay en la tabla).
• Además, de todas las denominaciones de interruptores automáticos, seleccionamos el más pequeño más cercano. Las clasificaciones de las máquinas están vinculadas a las corrientes de carga continuas permitidas para un cable en particular; tienen una clasificación ligeramente más baja (hay en la tabla). La lista de clasificaciones se ve así: 16 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A. De esta lista, elija la correcta. Hay denominaciones y menos, pero ya prácticamente no se usan, tenemos demasiados electrodomésticos y tienen una potencia considerable.

Ejemplo

El algoritmo es muy simple, pero funciona perfectamente. Para que quede más claro, veamos un ejemplo. A continuación se muestra una tabla que indica la corriente máxima permitida para los conductores que se utilizan al tender el cableado en una casa y apartamento. También hay recomendaciones sobre el uso de máquinas. Se dan en la columna "Corriente nominal del interruptor automático". Es ahí donde buscamos denominaciones: es un poco menos que el máximo permitido, para que el cableado funcione en modo normal.

En la tabla encontramos la sección de cable seleccionada para esta línea. Supongamos que necesitamos tender un cable con una sección transversal de 2,5 mm2 (el más común cuando se tiende a dispositivos de media potencia). Un conductor con tal sección transversal puede soportar una corriente de 27 A, y la clasificación recomendada de la máquina es de 16 A.

¿Cómo funcionará entonces la cadena? Mientras la corriente no exceda los 25 A, la máquina no se apaga, todo funciona en modo normal: el conductor se calienta, pero no a valores críticos. Cuando la corriente de carga comienza a aumentar y supera los 25 A, la máquina no se apaga durante un tiempo; tal vez se trate de corrientes de arranque y de corta duración. Se apaga si la corriente supera los 25 A en un 13 % durante un tiempo suficientemente largo. En este caso, si llega a 28,25 A. Entonces la bolsa eléctrica funcionará, desenergice la rama, ya que esta corriente ya representa una amenaza para el conductor y su aislamiento.

Cálculo de potencia

¿Es posible elegir una máquina automática según la potencia de carga? Si solo un dispositivo está conectado a la línea eléctrica (generalmente es un electrodoméstico grande con un gran consumo de energía), entonces está permitido hacer un cálculo basado en la potencia de este equipo. Además, en términos de potencia, puede elegir una máquina introductoria, que se instala en la entrada de una casa o apartamento.

Si buscamos el valor de la máquina introductoria, es necesario sumar la potencia de todos los dispositivos que se conectarán a la red doméstica. Luego, la potencia total encontrada se sustituye en la fórmula, se encuentra la corriente de operación para esta carga.

Fórmula para calcular la corriente a partir de la potencia total

Después de haber encontrado la corriente, seleccione el valor. Puede ser un poco más o un poco menos que el valor encontrado. Lo principal es que su corriente de disparo no exceda la corriente máxima permitida para este cableado.

¿Cuándo se puede utilizar este método? Si el cableado se coloca con un gran margen (esto no está mal, por cierto). Luego, para ahorrar dinero, puede instalar automáticamente interruptores correspondientes a la carga y no a la sección transversal de los conductores.

Pero una vez más prestamos atención a que la corriente permisible a largo plazo para la carga debe ser mayor que la corriente límite del interruptor automático. Solo entonces la elección de la protección automática será correcta.

Cálculo de la intensidad de corriente admisible calentando los conductores.

Si se selecciona un conductor de una sección transversal adecuada, esto eliminará las caídas de voltaje y el sobrecalentamiento de la línea. Así, la sección determina qué tan óptimo y económico será el modo de operación de la red eléctrica. Parecería que solo puede tomar e instalar una gran sección de cable. Pero el costo de los conductores de cobre es proporcional a su sección transversal, y la diferencia al instalar cableado eléctrico en una habitación puede ser de varios miles de rublos.

Por lo tanto, es importante poder calcular correctamente la sección transversal del cable: por un lado, garantiza la seguridad del funcionamiento de la red, por otro lado, no gasta dinero extra en la compra de un conductor demasiado "grueso".

Para seleccionar la sección del cable, se deben tener en cuenta dos criterios importantes: calentamiento permisible y pérdida de voltaje. Habiendo obtenido dos valores del área de la sección transversal del conductor utilizando diferentes fórmulas, elija un valor mayor redondeándolo al estándar. Las líneas eléctricas aéreas son especialmente sensibles a la pérdida de tensión.

Al mismo tiempo, para líneas subterráneas y cables colocados en tubos corrugados, es importante tener en cuenta el calentamiento admisible. Por lo tanto, la sección transversal debe determinarse según el tipo de cableado.

Temperaturas de calentamiento admisibles de conductores de cables

Id: carga permitida en el cable (corriente de calentamiento). Este valor corresponde a la corriente que circula por el conductor durante mucho tiempo. En este proceso, aparece la temperatura admisible a largo plazo establecida (Td). La intensidad de corriente calculada (Ir) debe corresponder a la permitida (Id), y para determinarla, debe usar la fórmula:

Ir \u003d (1000 * Pn * kz) / √ (3 * Un * hd * cos j),

dónde:

• Pn - potencia nominal, kW;
• Kz - factor de carga (0.85-0.9);
• No - voltaje nominal del equipo;
• hd - eficiencia del equipo;
• cos j - factor de potencia del equipo (0,85-0,92).

Aunque tengamos en cuenta los mismos valores actuales, la salida de calor será diferente dependiendo de la temperatura ambiente. Cuanto más baja es la temperatura, más eficiente es la transferencia de calor.

Factores de corrección del cable en función de la temperatura ambiente

La temperatura difiere según la región y la temporada, por lo que se pueden encontrar tablas para valores específicos en el PUE. Si la temperatura difiere significativamente de la calculada, habrá que utilizar factores de corrección. La temperatura base para interior o exterior es de 25 grados centígrados. Si el cable se coloca bajo tierra, la temperatura cambia en 15 grados centígrados. Sin embargo, es bajo tierra que se mantiene constante.

Voltaje

230/400V - inscripciones de la tensión nominal donde se puede utilizar esta máquina.

Si hay un icono de 230V (sin 400V), estos dispositivos solo deben usarse en redes monofásicas. No se pueden poner dos o tres interruptores monofásicos seguidos y suministrar 380V a una carga de motor oa una bomba o ventilador trifásico de esta forma.

También estudie cuidadosamente los modelos bipolares. Si tienen la letra "N" escrita en uno de los polos (no solo difavtomatov), ​​entonces es aquí donde se conecta el núcleo cero y no la fase uno.

Se llaman algo diferente. Por ejemplo VA63 1P+N.

El icono de onda significa - para el funcionamiento en redes de tensión alterna.

Para voltaje y corriente continua, es mejor no instalar dichos dispositivos. Las características de su apagado y el resultado del trabajo durante un cortocircuito no serán predecibles.

Los interruptores para corriente continua y voltaje, además del ícono en forma de línea recta, pueden tener inscripciones características "+" (más) y "-" (menos) en sus terminales.

Además, la conexión correcta de los polos es crítica aquí. Esto se debe al hecho de que las condiciones para extinguir el arco en corriente continua son algo más difíciles.

Si en una ruptura hay una extinción natural del arco cuando la sinusoide pasa por cero, entonces a una constante, no hay sinusoide como tal. Para la extinción estable del arco, se utiliza un imán en ellos, que se instala cerca de la rampa de arco.

Lo que conducirá a la inevitable destrucción del casco.

Protección de enlace débil

Además de la sección, al elegir un producto de cable adecuado, preste atención a las condiciones de funcionamiento reales. Se dan valores normalizados para calentar hasta una temperatura que no exceda los +60°C

Al instalar la línea en un sitio cerca de una casa de campo, es necesario brindar protección contra la humedad y otras influencias externas adversas.

Revise cuidadosamente todas las partes de la red eléctrica. La regla básica es una protección confiable, teniendo en cuenta el rendimiento del sitio con los peores parámetros. Hay que tener en cuenta que el cobre está diseñado con la misma sección transversal para cargas mayores en comparación con el aluminio. La pureza del metal es de particular importancia. A medida que aumentan las impurezas, se deteriora la conductividad y aumentan las pérdidas por calentamientos inútiles y peligrosos.

Dispositivo de cableado interior

• la máquina introductoria debe colocarse antes del mostrador;
• un dispositivo de corriente residual común (RCD) está montado detrás del dispositivo de control;
• luego, las líneas separadas están equipadas con disyuntores (AB).

RCD previene accidentes que provocan corrientes de fuga. Evita descargas eléctricas en algunas situaciones. Sin embargo, las medidas de protección complejas se realizan utilizando interruptores automáticos. Asegúrese de utilizar una conexión a tierra eficaz.

Como regla general, es conveniente colocar varios grupos en la cocina para distribuir uniformemente las cargas. Con especial cuidado, se recomienda seleccionar la distribución de consumidores poderosos:

• placas de cocción;
• hornos;
• calderas de calefacción, calderas, calentadores de flujo;
• convectores eléctricos, pistolas de calor;
• acondicionadores de aire.

El diagrama de cableado tiene una estructura de árbol. Desde la línea central del "tronco", haga las ramas necesarias de las "ramas" para conectar enchufes e interruptores.

Calificaciones de máquinas automáticas para la tabla actual

Para proteger la línea de sobrecargas y cortocircuitos, debe seleccionar cuidadosa y correctamente la clasificación de corriente del disyuntor.Aquí, por ejemplo, si protege la línea con un cable de 2,5 mm cuadrados. automático a 25 A y al mismo tiempo encendido varios electrodomésticos potentes, entonces la corriente puede exceder el valor nominal de la máquina, pero a un valor inferior a 1,45, la máquina puede funcionar durante aproximadamente una hora.

Si la corriente es de 28 A, el aislamiento del cable comenzará a derretirse (ya que la corriente permitida es de solo 25 A), lo que provocará fallas, incendios y otras consecuencias desafortunadas.

Por tanto, la tabla de autómatas para potencia y corriente es la siguiente:

Valores nominales de interruptores automáticos para corriente.

• especificar el esquema de conexión de los consumidores;
• recopilar datos de pasaporte de equipos, medir voltaje;
• de acuerdo con el esquema presentado, se calculan por separado, sumando las corrientes en circuitos separados;
• para cada grupo, es necesario seleccionar una máquina automática que soporte la carga correspondiente;
• determinar los productos de cable con una sección transversal de conductor adecuada.

Reglas de selección de denominación

Para conclusiones correctas, es necesario tener en cuenta las características del equipo conectado. Si, según el cálculo, la corriente total es de 19 amperios, los usuarios prefieren comprar un dispositivo de 25A. Esta solución supone la posibilidad de aplicar cargas adicionales sin restricciones significativas.

Sin embargo, en algunas situaciones es mejor elegir un disyuntor de 20A. Esto proporciona un tiempo relativamente más corto para apagar la alimentación con un aumento de corriente (aumento de temperatura) por un seccionador bimetálico

Tal precaución ayudará a mantener la integridad del devanado del motor cuando el rotor esté bloqueado por una transmisión atascada.

Los diferentes tiempos de respuesta son útiles para garantizar el funcionamiento selectivo de los equipos de protección. En las líneas se instalan dispositivos con un retardo menor.En caso de emergencia, solo la parte dañada se desconecta de la electricidad. La máquina introductoria no tendrá tiempo de apagarse. La energía de otros circuitos es útil para mantener la iluminación, las alarmas y otros sistemas de ingeniería en condiciones de funcionamiento.