בחירת מפסק: סוגים ומאפיינים של מפסקים חשמליים

בוודאי רבים מאיתנו תהו מדוע מפסקים החליפו כל כך מהר נתיכים מיושנים ממעגלים חשמליים? הפעילות של יישום שלהם מוצדקת על ידי מספר טיעונים משכנעים מאוד, כולל ההזדמנות לקנות סוג זה של הגנה, אשר מתאים באופן אידיאלי לנתוני זרם הזמן של סוגים ספציפיים של ציוד חשמלי.

האם אתה מפקפק באיזו מכונה אתה צריך ולא יודע איך לבחור אותה נכון? אנו נעזור לך למצוא את הפתרון הנכון - המאמר דן בסיווג המכשירים הללו. כמו גם מאפיינים חשובים שכדאי לשים לב אליהם היטב בבחירת מפסק.

כדי להקל עליך להבין את המכונות, החומר של המאמר מתווסף בתמונות ויזואליות והמלצות וידאו שימושיות ממומחים.

סיווג מפסקים

המכונה מנתקת כמעט מיד את הקו המופקד עליה, מה שמבטל נזק לחיווט ולציוד המופעל מהרשת. לאחר השלמת הכיבוי, ניתן להפעיל מחדש את הסניף באופן מיידי מבלי להחליף את התקן הבטיחות.

בְּדֶרֶך כְּלַל מפסקי פחת נבחר על פי ארבעה פרמטרים מרכזיים - כושר שבירה מדורג, מספר קטבים, מאפיין זרם זמן, זרם הפעלה מדורג.

לפי כושר שבירה מדורג

מאפיין זה מציין את זרם הקצר המותר (קצר), שבו המתג יתקלקל, ובפתיחת המעגל תביא לנטרול החיווט וההתקנים המחוברים אליו.

על פי פרמטר זה, ישנם שלושה סוגים של מכונות - 4.5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. מכונות אוטומטיות עבור 4.5 kA (4500 A) משמש בדרך כלל למניעת נזק לקווי חשמל של נכסי מגורים פרטיים. התנגדות החיווט מתחנת המשנה לקצר היא כ-0.05 אוהם, מה שנותן זרם מרבי של כ-500 A.
2. התקני 6 kA (6000 A). משמשים להגנה מפני קצר חשמלי במגזר המגורים ובמקומות ציבוריים, שבהם התנגדות הקו יכולה להגיע ל-0.04 אוהם, מה שמגביר את הסבירות לקצר חשמלי עד ל-5.5 kA.
3. מתגים 10 kA (10000 A) משמש להגנה על מתקני חשמל תעשייתיים. זרמים של עד 10,000 A יכולים להתרחש במעגל חשמלי קצר הממוקם קרוב לתחנת משנה.

לפני בחירת השינוי האופטימלי של מפסק החשמל, חשוב להבין האם זרמי קצר חשמלי העולה על 4.5 kA או 6 kA אפשריים?

כושר השבירה המדורג מצויין בתיעוד למתג ועל המארז בצורה של קוד - 4500A, 600A, 10000A או 4.5kA, 6kA, 10kA. בחזית המכשיר יש מידע על היצרן, הדגם, המתח הנקוב, המורכב ממאפייני זרם זמן, זרם הפעלה

המכונה כבויה כאשר הערכים שצוינו קצרים. לרוב, מתגים של שינוי 6000 A משמשים לצרכים ביתיים.

דגמי 4500 A כמעט ואינם משמשים להגנה על רשתות חשמל מודרניות, ובמדינות מסוימות השימוש בהם אסור.

אם אתה מעוניין כיצד להמיר נכון אמפר לוואט, אנו ממליצים לך להכיר את החומר המוצג במאמר הבא.

כאשר קצר חשמלי נרשם אוטומטית, הכיבוי מתבצע על ידי סליל אלקטרומגנטי (מצב A). כאשר חריגה מהזרמים הנקובים, הרשת נפתחת על ידי לוח דו-מתכתי (מצב ב')

תפקידו של מפסק הוא להגן על החיווט (לא על ציוד ומשתמשים) מפני קצרים ומפני התכה של בידוד כאשר זרמים עוברים מעל הערכים הנקובים.

לפי מספר מוטות

מאפיין זה מציין את המספר המרבי האפשרי של חוטים שניתן לחבר ל-AV כדי להגן על הרשת.

הם כבויים כאשר מתרחש חירום (כאשר חריגה מהזרם המותר או חריגה מרמת עקומת זרם הזמן).

מאפיין זה מציין את המספר המרבי האפשרי של חוטים שניתן לחבר ל-AV כדי להגן על הרשת. הם כבויים כאשר מתרחש חירום (כאשר חריגה מהזרם המותר או חריגה מרמת עקומת זרם הזמן).

מפסקי זרם חד קוטבי

מתג מסוג חד-קוטבי הוא השינוי הפשוט ביותר של המכונה. הוא נועד להגן על מעגלים בודדים, כמו גם חיווט חשמלי חד פאזי, דו פאזי, תלת פאזי. אפשר לחבר 2 חוטים לעיצוב המתג - חוט החשמל והחוט היוצא.

הפונקציות של מכשיר מסוג זה כוללות רק הגנה על החוט מפני אש. הנייטרלי של החיווט עצמו ממוקם על אוטובוס האפס, ובכך עוקף את המכונה, וחוט ההארקה מחובר בנפרד באפיק ההארקה.

החיבור של AB חד-קוטבי נעשה עם חוט ליבה יחיד, אך לפעמים משתמשים בכבלים דו-ליבים. ספק הכוח מחובר בחלק העליון של המכונה, והקו המוגן בחלק התחתון, מה שמפשט את ההתקנה. ההתקנה מתבצעת על מסילת דין 18 מ"מ

מפסק חד-קוטבי אינו מבצע את תפקידו של מפסק כניסה, שכן כאשר הוא נאלץ לכבות, קו הפאזה נשבר, והנייטרלי מחובר למקור המתח, שאינו מספק אחריות של 100%. של הגנה.

מפסקי חשמל כפולים

כאשר יש צורך לנתק לחלוטין את רשת החיווט החשמלי ממתח, נעשה שימוש במפסק דו-קוטבי.

הוא משמש כמבוא, כאשר במהלך קצר חשמלי או כשל ברשת, כל החיווט החשמלי מנותק בו זמנית. זה מאפשר לבצע תיקונים בזמן ומודרניזציה של מעגלים בצורה בטוחה לחלוטין.

מפסקים דו-קוטביים משמשים במקרים בהם יש צורך במתג נפרד עבור מכשיר חשמלי חד פאזי, למשל, דוד מים, דוד, כלי מכונה.

החיבור של מפסק דו-קוטבי לוקח בחשבון את מעגל ההגנה החשמלי באמצעות חוט 1 או 2 ליבות (מספר החוטים תלוי בתרשים החיווט). ההתקנה מתבצעת על מסילת DIN 36 מ"מ

המכונה מחוברת למכשיר המוגן באמצעות 4 חוטים, שניים מהם חוטי חשמל (אחד מהם מחובר ישירות לרשת, והשני מספק חשמל עם מגשר) ושניים הם חוטים יוצאים הדורשים הגנה, והם יכולים להיות 1-, 2- , 3-wire.

מפסקי חשמל תלת קוטביים

כדי להגן על רשת תלת פאזית 3 או 4 חוטים, משתמשים במפסקי חשמל תלת קוטביים. הם מתאימים לחיבור כוכב (החוט האמצעי נותר ללא הגנה, וחוטי הפאזה מחוברים לקטבים) או לסוג משולש (כאשר החוט המרכזי חסר).

אם יש תאונה באחד הקווים, שני האחרים מנותקים באופן עצמאי.

החיבור של AB תלת קוטבי נעשה עם חוטי 1, 2, 3 חוטים. ההתקנה דורשת מסילת DIN ברוחב 54 מ"מ.

המתג התלת-קוטבי משמש כמתג קלט ומשותף לכל סוגי העומסים התלת פאזיים. השינוי משמש לעתים קרובות בתעשייה כדי לספק זרם למנועים חשמליים.

עד 6 חוטים מחוברים לדגם, 3 מהם הם חוטי פאזה של רשת חשמלית תלת פאזית. 3 הנותרים מוגנים. הם מייצגים שלושה חיווט חד פאזי או תלת פאזי אחד.

מפסקי חשמל ארבעה קוטבים

כדי להגן על רשת חשמלית תלת או ארבע פאזית, למשל, מנוע רב עוצמה המחובר על פי עקרון ה"כוכב" עם נקודת אפס מוסרת, נעשה שימוש במפסק ארבע קוטבי. הוא משמש כמתג קלט עבור רשת תלת פאזית עם ארבעה חוטים.

מתג ארבעת הקוטבים מחובר באמצעות חוט 1, 2, 3, 4 חוטים, התרשים תלוי בסוג החיבור, המארז מותקן על מסילת DIN ברוחב 73 מ"מ

אפשר לחבר שמונה חוטים לגוף המכונה, שלושה מהם הם חוטי פאזה של רשת החשמל (+ נייטרלי אחד) וארבעה חוטים יוצאים (3 פאזי + 1 נייטרלי).

צרכנים חד פאזיים מופעלים על ידי מתח של 220 וולט, שניתן להשיג על ידי לקיחת אחד מהפאזות והמוליך הנייטרלי (נייטרלי) של רשת החשמל. כלומר, במקרה זה, בנוסף לשלושת השלבים של רשת החשמל, ישנו מוליך אחד נוסף - ניטרלי, לכן, כדי להגן ולמתג רשת חשמלית כזו, מותקנים מפסקי ארבע קוטביים, אשר שוברים את כל ארבעת המוליכים. .

לפי מאפיין הזמן-זרם

ל-AB יכול להיות אותו מחוון כוח עומס מדורג, אבל המאפיינים של צריכת החשמל של מכשירים עשויים להיות שונים.

צריכת החשמל עשויה להיות לא אחידה ולהשתנות בהתאם לסוג ולעומס, כמו גם כאשר מכשיר מופעל, כבוי או מופעל באופן רציף.

תנודות בצריכת החשמל יכולות להיות משמעותיות למדי, וטווח השינויים שלהן יכול להיות רחב. זה מוביל לכיבוי המכונה עקב חריגה מהזרם המדורג, הנחשב ככיבוי שווא של הרשת.

כדי למנוע את האפשרות של פעולה לא מתאימה של נתיך במהלך שינויים סטנדרטיים שאינם חירום (הגדלת הזרם, שינוי הספק), משתמשים במפסקים עם מאפייני זרם זמן מסוימים (TCC).

זה מאפשר לך להפעיל מפסקי זרם עם אותם פרמטרים זרם עם עומסים מותרים שרירותיים ללא מעידה שווא.

VTX מראה לאחר איזו שעה המתג יפעל ואיזה אינדיקטורים של היחס בין חוזק זרם וזרם ישר של המכונה יהיו במקרה זה.

תכונות של מכונות עם מאפיין B

מכונה עם המאפיין שצוין נכבה תוך 5-20 שניות. מחוון הזרם הוא 3-5 זרמים מדורגים של המכונה. שינויים אלה משמשים להגנה על מעגלים המפעילים מכשירי חשמל ביתיים סטנדרטיים.

לרוב, המודל משמש להגנה על החיווט של דירות ובתים פרטיים.

תכונה C - עקרונות הפעלה

המכונה עם ייעוד המינוח C נכבה תוך 1-10 שניות ב-5-10 זרמים מדורגים.

מתגים של קבוצה זו משמשים בכל התחומים - בחיי היומיום, בבנייה, בתעשייה, אך הם מבוקשים ביותר בתחום ההגנה החשמלית של דירות, בתים וחצרים למגורים.

הפעלת מתגים בעלי מאפיין D

מכונות D-class משמשות בתעשייה ומיוצגות על ידי שינויים שלושה קוטבים וארבעה קוטבים. הם משמשים להגנה על מנועים חשמליים רבי עוצמה והתקנים תלת פאזיים שונים.

זמן התגובה של ה-AV הוא 1-10 שניות במכפיל זרם של 10-14, מה שמאפשר להשתמש בו ביעילות להגנה על חיווט שונים.

החלק התחתון של הגרף מציג את הכפולה של ערכי הזרם המדורגים, והקו האנכי מציג את זמן הכיבוי. עבור מאפיין B, כיבוי מתרחש כאשר הזרם האפקטיבי עולה על הזרם הנקוב פי 3-5, עבור C - פי 5-10, עבור D - פי 10-14

מנועים תעשייתיים חזקים פועלים אך ורק עם מנועים בעלי מאפיין D.

אולי יעניין אותך גם לקרוא סימון מפסקים במאמר אחר שלנו.

לפי זרם הפעלה מדורג

ישנם בסך הכל 12 שינויים של מכונות, השונות ביניהם זרם הפעלה מדורג – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A.הפרמטר אחראי למהירות הפעולה של המכונה כאשר הזרם האפקטיבי עולה על הערך הנומינלי.

הטבלה ממחישה את ההספק המרבי של כל שינוי במכונה, בהתבסס על דיאגרמת החיבור ומתח הרשת. הפלט המרבי של מפסק החשמל מתרחש כאשר העומס מחובר בתצורת דלתא

הבחירה של מתג על פי המאפיין שצוין מתבצעת תוך התחשבות בכוח החיווט החשמלי, הזרם המותר שהחיווט יכול לעמוד בו במצב רגיל. אם הערך הנוכחי אינו ידוע, הוא נקבע באמצעות נוסחאות תוך שימוש בנתונים על חתך החוט, החומר שלו ושיטת ההתקנה.

מכונות אוטומטיות 1A, 2A, 3A משמשות להגנה על מעגלים עם זרמים נמוכים. הם מתאימים לאספקת חשמל למספר מצומצם של מכשירים, למשל מנורה או נברשת, מקרר בעל הספק נמוך ושאר מכשירים שההספק הכולל שלהם אינו עולה על יכולות המכונה.

מתג 3A משמש ביעילות בתעשייה אם הוא מחובר תלת פאזי בסוג דלתא.

מתגים 6A, 10A, 16A יכולים לשמש כדי לספק חשמל למעגלים חשמליים בודדים, חדרים קטנים או דירות.

דגמים אלה משמשים בתעשייה; הם משמשים לאספקת חשמל למנועים חשמליים, סולנואידים, תנורי חימום ומכונות ריתוך אוטומטיות המחוברות בקו נפרד.

מפסקי 16A תלת וארבעה קוטבים משמשים כמפסקי כניסה למעגל אספקת חשמל תלת פאזי. בייצור ניתנת עדיפות למכשירים עם עקומת D.

מפסקי חשמל 20A, 25A, 32A משמשים להגנה על החיווט של דירות מודרניות; הם מסוגלים לספק חשמל למכונות כביסה, תנורי חימום, מייבשים חשמליים וציוד אחר בעל הספק גבוה.דגם 25A משמש כמכונת היכרות.

מתגים 40A, 50A, 63A שייכים למעמד של מכשירים בעלי הספק גבוה. הם משמשים לספק חשמל לציוד בעל הספק רב בחיי היומיום, בתעשייה ובבנייה אזרחית.

בחירה וחישוב מפסקים

לדעת את המאפיינים של AB, אתה יכול לקבוע איזו מכונה מתאימה למטרה מסוימת. אבל לפני בחירת המודל האופטימלי, יש צורך לבצע כמה חישובים שבאמצעותם אתה יכול לקבוע במדויק את הפרמטרים של המכשיר הרצוי.

שלב מס' 1 - קביעת עוצמת המכונה

בעת בחירת מכונה, חשוב לקחת בחשבון את ההספק הכולל של המכשירים המחוברים.

לדוגמה, אתה צריך מכונה אוטומטית כדי לחבר מכשירי מטבח לחשמל. נניח שיחוברו לשקע מכונת קפה (1000 W), מקרר (500 W), תנור (2000 W), מיקרוגל (2000 W), וקומקום חשמלי (1000 W). ההספק הכולל יהיה שווה ל-1000+500+2000+2000+1000=6500 (W) או 6.5 קילוואט.

הטבלה מציגה את ההספק הנקוב של חלק מהמכשירים הביתיים הנדרשים להפעלתם. על פי הנתונים הרגולטוריים, החתך של חוט החשמל עבור אספקת החשמל שלהם ואת מפסק המעגל להגנה על החיווט נבחרים.

אם אתה מסתכל על טבלת מפסקי החשמל לפי הספק חיבור, קחו בחשבון שמתח החיווט הסטנדרטי בתנאים ביתיים הוא 220 וולט, אז מתאים מפסק חד קוטבי או דו קוטבי 32A עם הספק כולל של 7 קילוואט מבצע.

יש לציין כי ייתכן שתידרש צריכת חשמל רבה יותר, שכן במהלך הפעולה ייתכן שיהיה צורך לחבר מכשירי חשמל אחרים שלא נלקחו בחשבון בתחילה.כדי לספק את המצב הזה, נעשה שימוש בגורם מכפל בחישובי הצריכה הכוללת.

נניח שעל ידי הוספת ציוד חשמלי נוסף, היה צורך להגדיל את ההספק ב-1.5 קילוואט. אז אתה צריך לקחת את המקדם 1.5 ולהכפיל אותו בהספק המחושב המתקבל.

בחישובים כדאי לפעמים להשתמש במקדם הפחתה. הוא משמש כאשר השימוש בו זמנית במספר מכשירים אינו אפשרי.

נניח שהספק החיווט הכולל למטבח היה 3.1 קילוואט. אז מקדם ההפחתה הוא 1, שכן המספר המינימלי של מכשירים המחוברים בו זמנית נלקח בחשבון.

אם לא ניתן לחבר אחד מהמכשירים עם אחרים, מקדם ההפחתה נלקח פחות מאחד.

שלב מס' 2 - חישוב ההספק הנקוב של המכונה

הספק מדורג הוא הספק שבו החיווט אינו נכבה.

זה מחושב באמצעות הנוסחה:

M = N * CT * cos(φ),

איפה

• M - כוח (וואט);
• נ - מתח רשת (וולט);
• רחוב - חוזק זרם המסוגל לעבור דרך המכונה (אמפר);
• cos(φ) - הערך של הקוסינוס של הזווית, אשר לוקח את הערך של זווית ההסטה בין פאזות ומתח.

ערך הקוסינוס שווה בדרך כלל ל-1, מכיוון שאין כמעט מעבר בין שלבי הזרם והמתח.

מהנוסחה אנו מבטאים ST:

CT=M/N,

כבר קבענו את ההספק, ומתח הרשת הוא בדרך כלל 220 וולט.

אם ההספק הכולל הוא 3.1 קילוואט, אז:

CT = 3100/220 = 14.

הזרם המתקבל יהיה 14 A.

עבור חישובים עם עומס תלת פאזי, משתמשים באותה נוסחה, אך נלקחות בחשבון שינויים זוויתיים, שיכולים להגיע לערכים גדולים. בדרך כלל הם מצוינים על הציוד המחובר.

שלב מס' 3 - חשב זרם מדורג

אתה יכול לחשב את הזרם המדורג באמצעות תיעוד החיווט, אך אם הוא אינו זמין, הוא נקבע על סמך המאפיינים של המוליך.

הנתונים הבאים נדרשים לחישובים:

• כיכר חתך מוליך;
• חומר המשמש עבור הליבות (נחושת או אלומיניום);
• שיטת הנחת.

בתנאים ביתיים, החיווט ממוקם בדרך כלל בקיר.

כדי לחשב את שטח החתך תצטרך מיקרומטר או קליפר. יש צורך למדוד רק את הליבה המוליכה, ולא את החוט והבידוד

לאחר ביצוע המדידות הדרושות, אנו מחשבים את שטח החתך:

S = 0.785 * D * D,

איפה

• ד הוא קוטר המוליך (מ"מ);
• ס - שטח חתך של המוליך (מ"מ²).

לאחר מכן אנו משתמשים בטבלה למטה.

על ידי קביעה מאיזה חומר היו עשויות ליבות המוליכות וחישוב שטח החתך, אתה יכול לקבוע את מחווני הזרם והכוח שהחיווט החשמלי יכול לעמוד בהם. נתונים ניתנים עבור חיווט מוסתר בקיר

בהתחשב בנתונים שהתקבלו, אנו בוחרים את זרם ההפעלה של המכונה, כמו גם את הערך הנומינלי שלה. זה חייב להיות שווה או קטן מזרם ההפעלה. במקרים מסוימים, מותר להשתמש במכונות בעלות דירוג העולה על זרם החיווט האפקטיבי.

שלב מס' 4 - קביעת מאפיין הזמן-זרם

כדי לקבוע נכון את ה-VTX, יש צורך לקחת בחשבון את זרמי ההתחלה של העומסים המחוברים.

ניתן למצוא את הנתונים הדרושים באמצעות הטבלה שלהלן.

הטבלה מציגה כמה סוגים של מכשירים חשמליים, כמו גם את ריבוי זרם הכניסה ומשך הפולסים בשניות

לפי הטבלה, ניתן לקבוע את עוצמת הזרם (באמפר) בעת הפעלת המכשיר, וכן את התקופה שאחריה הזרם המרבי יתרחש שוב.

לדוגמה, אם אתה לוקח מטחנת בשר חשמלית עם הספק של 1.5 קילוואט, חשב את זרם ההפעלה עבורה מהטבלאות (הוא יהיה 6.81 A) ובהתחשב בכפולה של זרם ההתחלה (עד פי 7) , נקבל את הערך הנוכחי 6.81*7=48 (א).

זרם בעוצמה זו זורם במרווחים של 1-3 שניות. בהתחשב בגרפי ה-VTK עבור מחלקה ב', ניתן לראות שאם יש עומס יתר, המפסק יפעל בשניות הראשונות לאחר הפעלת מטחנת הבשר.

ברור שהריבוי של מכשיר זה מתאים לכיתה C, ולכן יש להשתמש במכונה אוטומטית בעלת מאפיין C כדי להבטיח את פעולתה של מטחנת בשר חשמלית.

לצרכים ביתיים, לרוב משתמשים במתגים העונים על המאפיינים B ו-C. בתעשייה, לציוד בעל זרמים מרובים גדולים (מנועים, ספקי כוח וכו') נוצר זרם של עד פי 10, ולכן רצוי להשתמש שינויים D של המכשיר.

עם זאת, יש לקחת בחשבון את הכוח של מכשירים כאלה, כמו גם את משך זרם ההתחלה.

מתגים אוטומטיים אוטונומיים שונים מאלו הקונבנציונליים בכך שהם מותקנים בלוחות חלוקה נפרדים.

הפונקציות של המכשיר כוללות הגנה על המעגל מפני נחשולי מתח בלתי צפויים והפסקות חשמל בכל הרשת או בחלק מסוים של הרשת.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

הבחירה ב-AV על פי המאפיין הנוכחי ודוגמה לחישוב הנוכחי נדונים בסרטון הבא:

חישוב הזרם המדורג של ה-AV מודגם בסרטון הבא:

המכונות מותקנות בכניסה לבית או לדירה. הם ממוקמים ב קופסאות פלסטיק עמידות. הנוכחות של AV במעגל החשמלי הביתי היא ערובה לבטיחות. המכשירים מאפשרים כיבוי בזמן של קו החשמל אם פרמטרי הרשת עולים על סף מוגדר.

בהתחשב במאפיינים העיקריים של מפסקי זרם, כמו גם ביצוע החישובים הנכונים, אתה יכול לעשות את הבחירה הנכונה של מכשיר זה ו ההתקנה שלו.

אם יש לך ידע או ניסיון בביצוע עבודות חשמל, אנא שתף ​​אותם עם הקוראים שלנו. השאר את הערותיך לגבי בחירת מפסק והניואנסים של התקנתו בהערות למטה.