Seguramente muchos de nosotros nos preguntamos por qué los disyuntores reemplazaron tan rápidamente los fusibles obsoletos de los circuitos eléctricos. La actividad de su implementación se justifica por una serie de argumentos muy convincentes, entre los que se encuentra la oportunidad de comprar este tipo de protección, que idealmente coincide con los datos de tiempo actual de tipos específicos de equipos eléctricos.
¿Dudas qué tipo de máquina necesitas y no sabes cómo elegirla correctamente? Le ayudaremos a encontrar la solución correcta: el artículo analiza la clasificación de estos dispositivos. Además de las características importantes a las que debe prestar mucha atención al elegir un interruptor automático.
Para facilitarle el manejo de las máquinas, el material del artículo se complementa con fotos visuales y recomendaciones útiles en video de expertos.
Clasificación de disyuntores
La máquina desconecta casi instantáneamente la línea que se le confía, lo que elimina el daño al cableado y al equipo alimentado por la red. Después de que se haya completado un apagado, la rama puede reiniciarse inmediatamente sin tener que reemplazar el dispositivo de seguridad.
Por lo general, los interruptores automáticos se seleccionan de acuerdo con cuatro parámetros clave: capacidad de corte nominal, número de polos, característica de tiempo-corriente, corriente de funcionamiento nominal.
Capacidad de corte nominal
Esta característica indica la corriente de cortocircuito permitida (cortocircuito) a la que se disparará el disyuntor y, al abrir el circuito, desenergizará el cableado y los dispositivos conectados a él.
Según este parámetro, se dividen tres tipos de máquinas: 4.5 kA, 6 kA, 10 kA.
- Máquinas automáticas de 4,5 kA (4500 A) comúnmente utilizado para evitar daños a las líneas eléctricas de instalaciones residenciales privadas. La resistencia del cableado desde la subestación hasta la ubicación de la falla es de aproximadamente 0.05 ohmios, lo que da un límite de corriente de aproximadamente 500 A.
- Dispositivos de 6 kA (6000 A) Se utilizan para proteger contra cortocircuitos en el sector residencial, lugares públicos donde la resistencia de la línea puede alcanzar 0.04 Ohm, lo que aumenta la probabilidad de obtener un cortocircuito a 5.5 kA.
- Disyuntores de 10 kA (10,000 A) utilizado para proteger instalaciones eléctricas para uso industrial. Se puede producir una corriente de hasta 10,000 A en un cortocircuito ubicado cerca de la subestación.
Antes de elegir la modificación óptima del disyuntor, ¿es importante comprender si son posibles las corrientes de cortocircuito que excedan 4.5 kA o 6 kA?
La capacidad de corte nominal se indica en la documentación del interruptor y en la caja en forma de código: 4500A, 600A, 10000A o 4.5kA, 6kA, 10kA. En la parte frontal del dispositivo hay información sobre el fabricante, modelo, voltaje nominal, que consta de datos característicos de tiempo-corriente, corriente de funcionamiento
El apagado de la máquina se produce cuando los valores establecidos están en cortocircuito. Con mayor frecuencia para uso doméstico, se utilizan disyuntores de 6000 A de modificación.
Los modelos 4500 A prácticamente no se utilizan para proteger las redes eléctricas modernas, y en algunos países tienen prohibido operar.
Si está interesado en cómo transferir correctamente los amperios a los vatios, le recomendamos que se familiarice con el material descrito en el siguiente artículo.
Cuando se registra mediante una máquina de cortocircuito, la bobina electromagnética se apaga (situación A). Cuando se exceden las corrientes nominales, una placa bimetálica abre la red (situación B)
El funcionamiento del interruptor automático es proteger el cableado (y no el equipo y los usuarios) del cortocircuito y de la fusión del aislamiento cuando las corrientes pasan por encima de los valores nominales.
Por el número de polos
Esta característica indica el número máximo posible de cables que se pueden conectar al AV para proteger la red.
Su apagado ocurre cuando ocurre una emergencia (cuando se exceden los indicadores de corriente permisibles o se excede el nivel de la curva de tiempo-corriente).
Esta característica indica el número máximo posible de cables que se pueden conectar al AV para proteger la red. Su apagado ocurre cuando ocurre una emergencia (cuando se exceden los indicadores de corriente permisibles o se excede el nivel de la curva de tiempo-corriente).
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Los detalles de las máquinas unipolares
Lugar de instalación de un interruptor automático bipolar
Usando máquinas tripolares
Instalación de un interruptor de circuito de cuatro polos
Disyuntores unipolares
Un interruptor de tipo unipolar es la modificación más simple de la máquina. Está diseñado para proteger circuitos individuales, así como el cableado monofásico, bifásico y trifásico. Es posible conectar 2 cables al diseño del interruptor de circuito: un cable de alimentación y uno saliente.
Las funciones de esta clase de dispositivo incluyen solo la protección del cable contra incendios. El neutro del cableado en sí se coloca en el bus cero, evitando así la máquina, y el cable de tierra se conecta por separado al bus de tierra.
La conexión de un AV unipolar se realiza con un cable de un solo cable, pero a veces se utilizan cables de dos hilos. Conectan la alimentación a la parte superior de la máquina y la línea protegida a la parte inferior, lo que simplifica la instalación. La instalación se realiza en un riel DIN de 18 mm.
Un interruptor de circuito unipolar no realiza la función de una entrada, ya que cuando se ve obligado a desconectarse, la línea de fase se rompe y el neutro se conecta a una fuente de voltaje, lo que no ofrece una garantía de protección del 100%.
Disyuntores bipolares
Cuando es necesario desconectar completamente la red de cableado del voltaje, se utiliza un interruptor de circuito de dos polos.
Se utiliza como introducción cuando, durante un cortocircuito o una falla de la red, todo el cableado se desactiva al mismo tiempo. Esto le permite realizar trabajos de reparación oportunos, la modernización de la cadena es absolutamente segura.
Las máquinas bipolares se utilizan en los casos en que se necesita un interruptor separado para un aparato eléctrico monofásico, por ejemplo, un calentador de agua, una caldera o una máquina.
La conexión de un interruptor automático bipolar tiene en cuenta el circuito de protección eléctrica mediante un cable de 1 o 2 hilos (la cantidad de núcleos depende del diagrama de cableado). Montaje en un riel DIN de 36 mm.
La máquina está conectada al dispositivo protegido mediante 4 cables, dos de los cuales son cables de alimentación (uno de ellos está directamente conectado a la red y el segundo suministra energía con un puente) y dos son cables de salida que requieren protección, y pueden ser 1-, 2- 3 hilos
Disyuntores tripolares
Para proteger una red trifásica de 3 o 4 hilos, se utilizan máquinas tripolares. Son adecuados para la conexión por el tipo de estrella (el cable del medio se deja sin protección y los cables de fase están conectados a los polos) o un triángulo (al que le falta un cable central).
En caso de accidente en una de las líneas, las otras dos se desconectan por sí mismas.
La conexión de un AB tripolar se realiza mediante cables de 1, 2 y 3 hilos. La instalación requiere un riel DIN de 54 mm de ancho
Un interruptor tripolar sirve como entrada y es común para todos los tipos de cargas trifásicas. A menudo, las modificaciones se utilizan en la industria para proporcionar corriente a los motores eléctricos.
Hasta 6 cables están conectados al modelo, 3 de ellos están representados por cables de fase de una red de suministro de energía trifásica. Los 3 restantes están protegidos. Representan tres cables monofásicos o uno trifásico.
Disyuntores de cuatro polos
Para proteger una red trifásica, por ejemplo, un motor potente conectado de acuerdo con el principio de "estrellas con un punto cero eliminado", se utiliza un disyuntor de cuatro polos. Se utiliza como interruptor de entrada a una red trifásica de cuatro hilos.
El interruptor de cuatro polos está conectado con un cable de 1, 2, 3 y 4 hilos, el circuito depende del tipo de conexión, instale la carcasa en un riel DIN de 73 mm de ancho
Es posible conectar ocho cables a la caja de la máquina, de los cuales tres son cables de fase de la red de suministro de energía (+ desde un cero) y cuatro están representados por cables de salida (3 fases + 1 neutro).
Los consumidores monofásicos se alimentan con un voltaje de 220 V, que se puede obtener tomando una de las fases y el conductor neutro (neutro) de la red eléctrica. Es decir, en este caso, además de las tres fases de la red eléctrica, hay otro conductor: cero, por lo tanto, para la protección y la conmutación de dicha red eléctrica, se instalan disyuntores de cuatro polos que rompen los cuatro conductores.
Por característica de tiempo-corriente
AB puede tener el mismo indicador de la potencia de carga nominal, pero las características del consumo de electricidad por los dispositivos pueden ser diferentes.
El consumo de energía puede fluir de manera desigual, según el tipo y la carga, así como también cuando enciende, apaga o el funcionamiento constante de un dispositivo.
Las fluctuaciones en el consumo de energía pueden ser bastante significativas, y el rango de sus cambios es amplio. Esto conduce al apagado de la máquina debido a que excede la corriente nominal, lo que se considera una falsa desconexión de la red.
Para excluir la posibilidad de un disparo de fusible inapropiado durante los cambios estándar que no son de emergencia (aumento de la intensidad de corriente, cambio de potencia), se utilizan máquinas con ciertas características de tiempo-corriente (VTX).
Esto permite la operación de interruptores automáticos con los mismos parámetros de corriente con cargas arbitrarias permisibles sin disparos falsos.
El VTX muestra cuánto tiempo se disparará el disyuntor y qué indicadores de la relación entre la intensidad de corriente y la corriente continua de la máquina serán.
Características de máquinas con característica B
La máquina con la característica especificada se apaga en 5-20 segundos. El indicador actual es de 3-5 corrientes nominales de la máquina. Estas modificaciones se utilizan para proteger los circuitos que suministran electrodomésticos estándar.
Muy a menudo, el modelo se utiliza para proteger el cableado de apartamentos, casas privadas.
Característica C - Principios de operación
La máquina con la designación de nomenclatura C se apaga en 1-10 segundos a 5-10 corrientes nominales.
Los interruptores automáticos de este grupo se utilizan en todas las áreas: en la vida cotidiana, la construcción, la industria, pero son los más solicitados en el campo de la protección eléctrica de apartamentos, casas y locales residenciales.
Operación de disyuntores con característica D
Las máquinas de clase D se utilizan en la industria y están representadas por modificaciones de tres y cuatro polos. Se utilizan para proteger motores eléctricos potentes y varios dispositivos trifásicos.
El tiempo de respuesta AB es de 1-10 segundos a un múltiplo actual de 10-14, lo que le permite ser utilizado efectivamente para proteger varios cables.
La parte inferior del gráfico muestra la multiplicidad de los valores actuales nominales, a lo largo de la línea vertical, el tiempo de apagado. Para la característica B, el apagado ocurre cuando 3-5 veces la corriente aumenta por encima de la corriente nominal, para C - 5-10 veces, para D - 10-14 veces
Los potentes motores industriales funcionan exclusivamente con AB con la característica D.
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Corriente de funcionamiento nominal
En total, hay 12 modificaciones de máquinas automáticas que difieren en términos de corriente de funcionamiento nominal: 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A. El parámetro es responsable de la velocidad de operación de la máquina cuando la corriente sube por encima del valor nominal.
La tabla ilustra la potencia máxima de cada modificación de la máquina, según el diagrama de conexión y el voltaje de la red. El retorno máximo del interruptor automático ocurre cuando la carga se conecta de acuerdo con el circuito triangular
La elección del interruptor de acuerdo con la característica especificada se realiza teniendo en cuenta la potencia del cableado, la corriente permisible que el cableado puede soportar en modo normal. Si se desconoce el valor actual, se determina utilizando fórmulas que utilizan datos sobre la sección transversal del cable, su material y método de tendido.
Las máquinas automáticas 1A, 2A, 3A se utilizan para proteger circuitos con bajas corrientes. Son adecuados para suministrar electricidad a un pequeño número de dispositivos, por ejemplo, lámparas o candelabros, refrigeradores de baja potencia y otros dispositivos cuya potencia total no excede las capacidades de la máquina.
El interruptor 3A funciona de manera efectiva en la industria si está conectado trifásico en forma de triángulo.
Los interruptores 6A, 10A, 16A se pueden usar para proporcionar electricidad a circuitos individuales, habitaciones pequeñas o apartamentos.
Estos modelos se utilizan en la industria, con su ayuda suministran motores eléctricos, solenoides, calentadores, máquinas de soldadura conectadas por una línea separada.
Los interruptores automáticos tripolares de cuatro polos 16A se utilizan como entradas para un circuito de alimentación trifásico. En producción, se prefieren los dispositivos con una curva en D.
Las máquinas automáticas 20A, 25A, 32A se utilizan para proteger el cableado de los apartamentos modernos, pueden proporcionar lavadoras, calentadores, secadoras eléctricas y otros equipos de alta potencia con electricidad. El modelo 25A se usa como máquina introductoria.
Los interruptores 40A, 50A, 63A pertenecen a la clase de dispositivos con alta potencia. Se utilizan para proporcionar electricidad a equipos de energía de gran capacidad en el hogar, la industria y la ingeniería civil.
Selección y cálculo de disyuntores.
Conociendo las características de AB, puede determinar qué máquina es adecuada para un propósito particular. Pero antes de elegir el modelo óptimo, es necesario hacer algunos cálculos con los que pueda determinar con precisión los parámetros del dispositivo deseado.
Paso # 1 - determinando el poder de la máquina
Al elegir una máquina, es importante tener en cuenta la potencia total de los dispositivos conectados.
Por ejemplo, necesita una máquina automática para conectar los electrodomésticos de la cocina a la fuente de alimentación. Digamos que una cafetera (1000 W), un refrigerador (500 W), un horno (2000 W), un horno de microondas (2000 W), un hervidor eléctrico (1000 W) se conectarán a la toma de corriente. La potencia total será igual a 1000 + 500 + 2000 + 2000 + 1000 = 6500 (W) o 6.5 kV.
La tabla muestra la potencia nominal de algunos electrodomésticos necesarios para su funcionamiento. Según los datos reglamentarios, la sección transversal del cable de alimentación se selecciona para su fuente de alimentación y una máquina automática para proteger el cableado
Si observa la tabla de dispositivos automáticos de acuerdo con la potencia de conexión, tenga en cuenta que el voltaje de cableado estándar en condiciones domésticas es de 220 V, entonces un interruptor automático de 32A monopolar o bipolar con una potencia total de 7 kW es adecuado para la operación.
Cabe señalar que puede ser necesario un mayor consumo de energía, ya que durante la operación, puede ser necesario conectar otros aparatos eléctricos que inicialmente no se tuvieron en cuenta. Para anticipar esta situación, en los cálculos del consumo total, se utiliza un factor de aumento.
Supongamos que, al agregar equipo eléctrico adicional, se requiere un aumento de potencia de 1.5 kW. Luego debe tomar el coeficiente 1.5 y multiplicarlo por la potencia de diseño calculada.
En los cálculos, a veces es aconsejable utilizar un coeficiente de reducción. Se usa cuando el uso simultáneo de varios dispositivos es imposible.
Suponga que la potencia de cableado total para la cocina fue de 3.1 kW. Entonces el factor de reducción es 1, ya que se tiene en cuenta la cantidad mínima de dispositivos conectados al mismo tiempo.
Si uno de los dispositivos no se puede conectar con los otros, entonces el factor de reducción se toma menos que la unidad.
Paso # 2 - cálculo de la potencia nominal de la máquina
La potencia nominal es la potencia a la que el cableado no está desconectado.
Se calcula mediante la fórmula:
M = N * CT * cos (φ),
Dónde
- METRO - potencia (vatios);
- norte - tensión de red (voltios);
- S T - amperaje que puede pasar a través de la máquina (Ampere);
- cos (φ) - el coseno del ángulo, tomando el valor del ángulo de cambio entre fases y voltaje.
El valor del coseno es generalmente igual a 1, ya que prácticamente no hay desplazamiento entre las fases de la corriente y el voltaje.
De la fórmula expresamos CT:
CT = M / N,
Ya hemos determinado la potencia, y el voltaje de la red suele ser de 220 voltios.
Si la potencia total es de 3,1 kW, entonces:
CT = 3100/220 = 14.
La corriente resultante será de 14 A.
Para el cálculo en una carga trifásica, se usa la misma fórmula, pero se tienen en cuenta los cambios angulares que pueden alcanzar valores grandes. Por lo general, se indican en el equipo conectado.
Paso # 3 - cálculo de la corriente nominal
La corriente nominal se puede calcular de acuerdo con la documentación del cableado, pero si no está allí, se determina en función de las características del conductor.
Para los cálculos, se requieren los siguientes datos:
- área seccional del conductor;
- material utilizado para núcleos (cobre o aluminio);
- método de colocación
En condiciones domésticas, el cableado generalmente se encuentra en la pared.
Para calcular el área de la sección transversal, necesita un micrómetro o un calibrador a vernier. Solo se deben medir conductores conductores, no cables y aislamiento
Una vez realizadas las medidas necesarias, calculamos el área de la sección transversal:
S = 0.785 * D * D,
Dónde
- re Es el diámetro del conductor (mm);
- S - área de sección transversal del conductor (mm2).
A continuación, use la tabla a continuación.
Habiendo determinado de qué material estaban hechos los núcleos del conductor, y habiendo calculado el área de la sección transversal, es posible determinar los indicadores de corriente y potencia que el cableado eléctrico puede soportar. Datos mostrados para el cableado oculto en la pared.
En función de los datos obtenidos, seleccionamos la corriente de funcionamiento de la máquina, así como su valor nominal. Debe ser igual o menor que la corriente de funcionamiento. En algunos casos, está permitido usar máquinas con una clasificación que exceda la corriente de cableado actual.
Paso # 4 - determinar la característica de tiempo-corriente
Para determinar correctamente el VTX, es necesario tener en cuenta las corrientes de arranque de las cargas conectadas.
Los datos necesarios se pueden encontrar utilizando la tabla a continuación.
La tabla muestra algunos tipos de dispositivos eléctricos, así como la frecuencia de la corriente de entrada y la duración del pulso en segundos
De acuerdo con la tabla, puede determinar la intensidad de la corriente (en amperios) cuando se enciende el dispositivo, así como el período a través del cual la corriente límite volverá a ocurrir.
Por ejemplo, si tomamos una picadora de carne eléctrica, cuya potencia es de 1.5 kW, calculamos la corriente de trabajo de las tablas (esto será 6.81 A) y, teniendo en cuenta la multiplicidad de la corriente de arranque (hasta 7 veces), obtenemos el valor actual 6.81 * 7 = 48 (A).
Una corriente de esta fuerza fluye con una frecuencia de 1-3 segundos. Teniendo en cuenta los horarios de VTK para la clase B, puede ver que cuando está sobrecargado, el disyuntor se disparará en los primeros segundos después de encender la picadora de carne.
Obviamente, la multiplicidad de este dispositivo corresponde a la clase C, por lo tanto, se debe utilizar una máquina automática con la característica C para garantizar el funcionamiento de una picadora de carne eléctrica.
Para las necesidades domésticas, generalmente se usan interruptores que cumplen con las características de B y C. En la industria, los equipos con grandes corrientes múltiples (motores, fuentes de alimentación, etc.) generan corriente hasta 10 veces, por lo que es recomendable utilizar modificaciones D del dispositivo.
Sin embargo, se debe tener en cuenta la potencia de dichos dispositivos, así como la duración de la corriente de arranque.
Los interruptores automáticos autónomos difieren de los ordinarios en que se instalan en cuadros de distribución separados.
Las funciones del dispositivo incluyen proteger el circuito de sobretensiones inesperadas, cortes de energía en una parte completa o específica de la red.
La elección de AB de acuerdo con la característica actual y un ejemplo de cálculo de la corriente se consideran en el siguiente video:
Las máquinas automáticas se montan en la entrada de una casa o departamento. Están ubicados en cajas de plástico duraderas. La presencia de AB en el circuito eléctrico del hogar es una garantía de seguridad. Los dispositivos permiten desconectar oportunamente la línea de alimentación si los parámetros de la red exceden un umbral predeterminado.
Dadas las características principales de los interruptores automáticos, además de hacer los cálculos correctos, puede elegir correctamente este dispositivo y su instalación.
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