Správný výpočet jmenovité hodnoty pro stroj podle aktuálního výkonu

Aby bylo možné v síti nainstalovat automatické přepínače, které jsou schopny poskytovat spolehlivou ochranu, je nutné správně vypočítat hodnocení strojů. Takové výpočty se provádějí nejen ve fázi návrhu nových sítí. Mohou být také potřebné při vytváření dalších linek nebo přepínání výkonných zařízení. Pojďme se blíže podívat na to, jak vše udělat správně.

Provoz a oblasti použití strojů

• levnost zařízení;
• značnou moc.

Tento přístup je způsoben neochotou vypočítat stroj na základě výkonu zařízení zahrnutých do komunikace, což nakonec vede k nehodám. Drahé domácí spotřebiče se stávají nepoužitelnými, dochází ke zkratům v síti nebo vzniká nebezpečí požáru.

Moderní spínače pro automatické vypnutí napájení chrání elektrickou síť ze dvou směrů:

• tepelné účinky;
• elektromagnetický skok.

Toto technické řešení chrání elektrická vedení a připojená zařízení před dlouhodobým vystavením proudu, který překračuje jmenovité hodnoty. Jističe také chrání elektrické komunikace a zařízení před zkratem.

Pro ochranu před kritickým proudem a vysokou teplotou jsou ve strojích instalovány speciální bimetalové desky vyrobené ze dvou různých kovů. Pokud je prvek vystaven proudu s výkonem vyšším než je vypočtená jmenovitá hodnota, deska se stává flexibilní. V důsledku toho je na vypínací okruh vyvíjen tlak a stroj je spuštěn.

Elektromagnetická ochrana v takových spínačích je realizována na bázi solenoidu s jádrem, které se při průchodu superproudů vyskytujících se při zkratech posouvá směrem k vypínací straně. To zajišťuje rychlou odezvu automatizace během kritických napěťových rázů v komunikaci a zaručuje bezpečnost připojených periferií.

Takové přepínače jsou široce používány a používají se v domácích sítích i ve výrobě. Všude tam, kde jsou elektrické komunikace, je instalace těchto zařízení nezbytná, protože jejich hlavním účelem je zajistit bezpečný provoz elektrických zařízení.

Nebezpečí, že vodiče neodpovídají zatížení sítě

Správný výběr výkonového jističe je důležitým úkolem při vytváření, opravách a rozšiřování elektrické komunikační sítě. Chyby při výběru ochranného zařízení způsobují, že obvod je zranitelný vůči náhlým napěťovým rázům.

Spolu s výběrem optimálního jističe je však neméně důležitý i správný výpočet průřezu vodiče. Pokud má elektrické vedení nedostatečnou kapacitu, když se zatížení zvýší a překročí jmenovité hodnoty, komunikace se začnou znatelně zahřívat. Kritické zvýšení teploty způsobí roztavení izolační vrstvy a vznik požáru.

Pro názornost uvedeme příklad znázorňující nebezpečí, které vzniká, když průřez vodiče neodpovídá příkonu zařízení připojených do sítě. Předpokládejme, že byl zakoupen byt ve staré budově a na elektrické komunikace byly připojeny moderní domácí spotřebiče s vysokou spotřebou energie.

Po výpočtu celkového výkonu dostali majitelé 5 kilowattů celkové zátěže. Toto číslo se přibližně rovná 23 ampérům. Zdá se logické instalovat 25ampérový jistič. Zdá se, že výběr stroje pomocí napájení byl proveden správně a komunikace je připravena k bezpečnému použití.

Když jsou však všechna zařízení připojena, po krátké době je v bytě pozorován zápach spálené izolační vrstvy a kouř. Pokud není napájecí zdroj okamžitě odpojen, je nevyhnutelný požár elektroinstalace. V tomto případě je jistič neaktivní, protože není překročen jmenovitý výkon, na který je navržen.

Při vznícení izolační vrstvy dojde ke zkratu, na který stroj zareaguje a vypne proud. To už ale bude pozdě, protože plameny už začaly a šíří se po celém bytě.

Pokud se podíváte na důvody, ukáže se, že stará elektroinstalace měla průřez jeden a půl čtverečních milimetrů. Tento kabel je navržen pro maximální proud 19 ampér, takže není schopen odolat zátěži moderních domácích spotřebičů.

Pro usnadnění výpočtů uvádíme tabulku typických hodnot pro měděné a hliníkové vodiče. Tabulka také zohledňuje způsoby zapojení, protože na nich do značné míry závisí konečný průřez vodičů.

Ochrana nejslabšího článku

Výše uvedený příklad jasně demonstruje nutnost výpočtu jmenovitých hodnot přepínačů s přihlédnutím nejen k celkovému výkonu připojených zařízení, ale také k propustnosti kabeláže, ze které je síť tvořena.

Často, zejména ve starších budovách, mohou elektrické komunikace i v rámci jednoho bytu sestávat z vodičů různých průřezů. V tomto případě je určen nejtenčí drát a výpočet ochranného obvodu se provádí na základě minimálních indikátorů.

Elektrický instalační předpis tento bod jasně upravuje a naznačuje nutnost chránit nejzranitelnější část sítě. Jmenovitý výkon instalovaného jističe musí být v rámci celkového výkonu zařízení připojeného k síti. Na základě toho musí elektroinstalace takovou zátěž vydržet. Jinak se jistič instaluje na základě minimálního průřezu vodičů v obvodu.

Pokud budou tyto požadavky ignorovány, pak v případě nehody budou nároky vůči výrobcům domácích spotřebičů neopodstatněné. V důsledku nesprávného výběru jmenovitého výkonu ochranného zařízení se nebezpečí provozu sítě několikrát zvyšuje.

Jistič – výpočet jmenovité hodnoty

Po určení průřezu vodiče, který může bez následků fungovat při celkovém výkonu zařízení připojených k síti, můžete začít s výpočtem jmenovitých hodnot pro stroj. Výpočty budou provedeny podle aktuální síly. Pro takové výpočty stačí použít jednoduchý vzorec známý z kurzu fyziky vyučovaného ve škole:

Označení:

• I – jmenovitý proud;
• P – celkový výkon zařízení;
• U – napětí.

Dosazením počátečních hodnot do vzorce získáme odpovídající indikátor pro ochranné zařízení. Níže je uvedena tabulka, která usnadňuje nalezení optimální hodnoty pro takové přepínače.

Možnosti snížení jmenovité hodnoty pro stroj

Poměrně často spotřebitelé elektřiny instalují jističe do komunikací, které mají nižší jmenovitý výkon, než je propustnost kabelu v síti. Tímto způsobem se pokouší vytvořit určitou rezervu pro provoz automatického systému. Snížení jmenovité hodnoty je však oprávněné pouze v případě, že celkový výkon zařízení připojených k síti je výrazně nižší než schopnost kabelu odolat zátěži.

Pokud byla po instalaci elektrické komunikace některá z plánovaných zařízení odstraněna ze schématu zapojení, lze za účelem zvýšení bezpečnosti snížit hodnocení strojů. Tím je dosaženo zvýšené citlivosti automatizace a rychlejší reakce na špičkové zatížení.

Například motor v pračce je zaseknutý. V takové situaci nedojde ke zkratu a automatika nevypne napájení sítě. Citlivější spínač stihne zareagovat a zabrání roztavení vinutí v elektromotoru.

Stroje s nižší nominální hodnotou se často používají na více linkách a pro každou větev schématu je nastaven pevný limit. Například na větev určenou do kuchyně je nutné nainstalovat jistič s výkonem 20 ampérů. Předpokládejme, že jsou k němu připojeny následující domácí spotřebiče:

• varná deska – 3,5 kilowattu;
• mrazák – 200 wattů;
• chladnička – 400 wattů a startovací proud 1,2 kilowattu.

Kromě toho je povoleno připojit další zařízení, které spotřebuje více než 2 kilowatty. Bude to rychlovarná konvice.

Jistič s jmenovitým proudem 20 ampérů může po dobu ne delší než hodinu propouštět proud o výkonu:

20×220×1,13=5 kilowattů

Pro dosažení zaručeného vypnutí musí být výkon:

20×220×1,45=6,3 kilowattů

Pokud zapnete varnou desku a konvici současně, celkový příkon bude 1,25 nominální hodnoty stroje. Protože je konvice na krátkou dobu zapnutá, stroj nebude fungovat. Pokud se chladnička spustí a je připojena mraznička, zatížení bude již 1,43 nominální hodnoty.

Toto číslo se velmi blíží zaručenému odstavení, ale taková situace nastává extrémně zřídka. Zároveň bude doba špičkového zatížení poměrně krátká. Dospělo se k závěru, že takový obvod lze použít s jističem dimenzovaným na 20 ampér. Taková zapojení umožňují instalaci slabších automatických spínačů na jednotlivé linky bez rizika pro ostatní komunikace.

Závěr

Ještě jednou připomínáme nutnost instalovat automatické bezpečnostní spínače do jakékoli elektrické komunikace. Jedině tak lze předejít situacím souvisejícím s nehodami doma i ve výrobě a zajistit bezpečný provoz silových obvodů.