Selección de un disyuntor: tipos y características de los disyuntores eléctricos.
Seguramente muchos de nosotros nos hemos preguntado por qué los disyuntores reemplazaron tan rápidamente a los fusibles obsoletos de los circuitos eléctricos. La actividad de su implementación se justifica por una serie de argumentos muy convincentes, incluida la oportunidad de comprar este tipo de protección, que idealmente coincide con los datos de tiempo y corriente de tipos específicos de equipos eléctricos.
¿Dudas qué máquina necesitas y no sabes elegirla correctamente? Le ayudaremos a encontrar la solución adecuada: el artículo analiza la clasificación de estos dispositivos. Así como características importantes a las que debes prestar mucha atención a la hora de elegir un disyuntor.
Para que le resulte más fácil comprender las máquinas, el material del artículo se complementa con fotografías visuales y útiles recomendaciones en vídeo de expertos.
El contenido del artículo:
Clasificación de disyuntores.
La máquina desconecta casi instantáneamente la línea que se le ha confiado, lo que elimina daños al cableado y a los equipos alimentados desde la red. Una vez completado el apagado, la sucursal se puede reiniciar inmediatamente sin reemplazar el dispositivo de seguridad.
Generalmente rompedores de circuito seleccionado de acuerdo con cuatro parámetros clave: capacidad de corte nominal, número de polos, característica de tiempo-corriente, corriente de operación nominal.
Según poder de corte nominal
Esta característica indica la corriente de cortocircuito permitida (cortocircuito), a la que se activará el interruptor y, al abrir el circuito, desenergizará el cableado y los dispositivos conectados a él.
Según este parámetro, se distinguen tres tipos de máquinas: 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.
- Máquinas automáticas para 4,5 kA (4500 A) Generalmente se utiliza para evitar daños a las líneas eléctricas de propiedades residenciales privadas. La resistencia del cableado desde la subestación hasta el cortocircuito es de aproximadamente 0,05 ohmios, lo que da una corriente máxima de aproximadamente 500 A.
- Dispositivos de 6 kA (6000 A) se utilizan para protección contra cortocircuitos en el sector residencial y lugares públicos, donde la resistencia de la línea puede alcanzar 0,04 ohmios, lo que aumenta la probabilidad de un cortocircuito hasta 5,5 kA.
- Interruptores 10 kA (10000 A) Se utiliza para proteger instalaciones eléctricas industriales. En un circuito eléctrico corto situado cerca de una subestación pueden producirse corrientes de hasta 10.000 A.
Antes de elegir la modificación óptima del disyuntor, es importante comprender si son posibles corrientes de cortocircuito superiores a 4,5 kA o 6 kA.
La máquina se apaga cuando se cortocircuitan los valores especificados. Muy a menudo, los interruptores de la modificación 6000 A se utilizan para necesidades domésticas.
Los modelos 4500 A prácticamente no se utilizan para proteger las redes eléctricas modernas y en algunos países su uso está prohibido.
Si está interesado en cómo convertir correctamente amperios a vatios, le recomendamos que se familiarice con el material presentado. en el próximo artículo.
El trabajo de un disyuntor es proteger el cableado (no los equipos ni los usuarios) de cortocircuitos y de la fusión del aislamiento cuando las corrientes superan los valores nominales.
Por número de polos
Esta característica indica la cantidad máxima posible de cables que se pueden conectar al AV para proteger la red.
Se apagan cuando ocurre una emergencia (cuando se excede la corriente permitida o se excede el nivel de la curva tiempo-corriente).
Esta característica indica la cantidad máxima posible de cables que se pueden conectar al AV para proteger la red. Se apagan cuando ocurre una emergencia (cuando se excede la corriente permitida o se excede el nivel de la curva tiempo-corriente).
Disyuntores unipolares
Un interruptor de tipo unipolar es la modificación más simple de la máquina. Está diseñado para proteger circuitos individuales, así como cableado eléctrico monofásico, bifásico y trifásico. Es posible conectar 2 cables al diseño del interruptor: el cable de alimentación y el cable de salida.
Las funciones de un dispositivo de esta clase incluyen únicamente proteger el cable del fuego. El neutro del cableado se coloca en el bus cero, evitando así la máquina, y el cable de tierra se conecta por separado en el bus de tierra.
Un disyuntor unipolar no realiza la función de un disyuntor de entrada, ya que cuando se fuerza a apagarlo, la línea de fase se rompe y el neutro se conecta a la fuente de voltaje, lo que no proporciona una garantía del 100%. de protección.
Disyuntores bipolares
Cuando es necesario desconectar completamente la red de cableado eléctrico de la tensión, se utiliza un disyuntor bipolar.
Se utiliza como introducción, cuando durante un cortocircuito o falla de la red, todo el cableado eléctrico se desactiva simultáneamente. Esto permite realizar reparaciones oportunas y modernizaciones de circuitos con total seguridad.
Los disyuntores 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 herramienta.
La máquina se conecta al dispositivo protegido mediante 4 cables, dos de los cuales son cables de alimentación (uno de ellos está conectado directamente a la red y el segundo suministra energía mediante un puente) y dos son cables de salida que requieren protección y pueden ser de 1, 2, 3 hilos.
Disyuntores tripolares
Para proteger una red trifásica de 3 o 4 hilos, se utilizan disyuntores tripolares. Son aptos para conexión en estrella (el cable del medio se deja desprotegido y los cables de fase se conectan a los polos) o tipo triángulo (sin el cable central).
Si hay un accidente en una de las líneas, las otras dos se apagan de forma independiente.
El interruptor tripolar sirve como entrada y interruptor común para todo tipo de cargas trifásicas. La modificación se utiliza a menudo en la industria para proporcionar corriente a motores eléctricos.
Se conectan hasta 6 cables al modelo, 3 de ellos son cables de fase de una red eléctrica trifásica. Los 3 restantes están protegidos. Representan tres cableados monofásicos o uno trifásico.
Disyuntores tetrapolares
Para proteger una red eléctrica trifásica o cuatrofásica, por ejemplo, se utiliza un potente motor conectado según el principio de "estrella" sin el punto cero, y se utiliza un disyuntor de cuatro polos. Se utiliza como interruptor de entrada para una red trifásica de cuatro hilos.
Es posible conectar ocho cables al cuerpo de la máquina, tres de ellos son cables de fase de la red eléctrica (+ un neutro) y cuatro son cables de salida (trifásico + 1 neutro).
Los consumidores monofásicos se alimentan con una tensión 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 un conductor más: neutro, por lo tanto, para proteger y conmutar dicha red eléctrica, se instalan disyuntores de cuatro polos, que rompen los cuatro conductores. .
Según la característica tiempo-corriente.
AB puede tener el mismo indicador potencia de carga nominal, pero las características del consumo de electricidad de los dispositivos pueden ser diferentes.
El consumo de energía puede ser desigual y variar según el tipo y la carga, así como también cuando un dispositivo se enciende, apaga o se opera continuamente.
Las fluctuaciones en el consumo de energía pueden ser bastante significativas y el alcance de sus cambios puede ser amplio. Esto provoca que la máquina se apague por exceder la corriente nominal, lo que se considera un falso apagado de la red.
Para eliminar la posibilidad de funcionamiento inadecuado de un fusible durante cambios estándar que no son de emergencia (aumento de corriente, cambio de potencia), se utilizan disyuntores con ciertas características de tiempo-corriente (TCC).
Esto le permite operar disyuntores con los mismos parámetros actuales con cargas arbitrarias permitidas sin disparos falsos.
VTX muestra después de cuánto tiempo funcionará el interruptor y qué indicadores de la relación entre la corriente y la corriente continua de la máquina serán en este caso.
Características de las máquinas con característica B.
Una máquina con la característica especificada se apaga en 5 a 20 segundos. El indicador actual es de 3 a 5 corrientes nominales de la máquina. Estas modificaciones se utilizan para proteger los circuitos que alimentan los electrodomésticos estándar.
Muy a menudo, el modelo se utiliza para proteger el cableado de apartamentos y casas privadas.
Característica C: principios operativos
La máquina con la designación de nomenclatura C se apaga en 1 a 10 segundos con 5 a 10 corrientes nominales.
Los interruptores de este grupo se utilizan en todas las áreas: en la vida cotidiana, la construcción, la industria, pero tienen la mayor demanda en el área de protección eléctrica de apartamentos, casas y locales residenciales.
Funcionamiento de interruptores 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 potentes motores eléctricos y diversos dispositivos trifásicos.
El tiempo de respuesta del AV es de 1 a 10 segundos con un múltiplo de corriente de 10 a 14, lo que permite utilizarlo de forma eficaz para proteger varios cables.
Los potentes motores industriales funcionan exclusivamente con motores con característica D.
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Según la corriente nominal de funcionamiento
Hay un total de 12 modificaciones de máquinas, que se diferencian en corriente nominal de funcionamiento – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A.El parámetro es responsable de la velocidad de funcionamiento de la máquina cuando la corriente efectiva excede el valor nominal.
La selección de un interruptor de acuerdo con la característica especificada se realiza teniendo en cuenta la potencia del cableado eléctrico, la corriente permitida que el cableado puede soportar en modo normal. Si se desconoce el valor actual, se determina mediante fórmulas que utilizan datos sobre la sección transversal del cable, su material y método de instalación.
Las máquinas automáticas 1A, 2A, 3A se utilizan para proteger circuitos con bajas corrientes. Son adecuados para suministrar electricidad a una pequeña cantidad de dispositivos, por ejemplo, una lámpara o candelabro, un refrigerador de bajo consumo y otros dispositivos cuya potencia total no exceda las capacidades de la máquina.
El interruptor 3A se utiliza eficazmente en la industria si se conecta trifásico en forma delta.
Los interruptores 6A, 10A, 16A se pueden utilizar para suministrar electricidad a circuitos eléctricos individuales, habitaciones pequeñas o apartamentos.
Estos modelos se utilizan en la industria, se utilizan para suministrar energía a motores eléctricos, solenoides, calentadores y máquinas de soldar automáticas conectadas por una línea separada.
Los disyuntores tripolares y tetrapolares de 16 A se utilizan como disyuntores de entrada para un circuito de alimentación trifásico. En producción, se da preferencia a los dispositivos con curva D.
Los disyuntores de 20A, 25A, 32A se utilizan para proteger el cableado de los apartamentos modernos; son capaces de suministrar electricidad a lavadoras, calentadores, secadoras eléctricas y otros equipos de alta potencia.El modelo 25A se utiliza como máquina introductoria.
Los interruptores 40A, 50A, 63A pertenecen a la clase de dispositivos de alta potencia. Se utilizan para suministrar electricidad a equipos de alta potencia en la vida cotidiana, la industria y la construcción civil.
Selección y cálculo de disyuntores.
Conociendo las características del AB, se puede determinar qué máquina es adecuada para un propósito particular. Pero antes de elegir el modelo óptimo, es necesario realizar algunos cálculos con los que será posible determinar con precisión los parámetros del dispositivo deseado.
Paso #1: determinar la potencia de la máquina
A la hora de 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 corriente. Digamos que se conectarán al tomacorriente una cafetera (1000 W), un refrigerador (500 W), un horno (2000 W), un horno microondas (2000 W) y un hervidor eléctrico (1000 W). La potencia total será igual a 1000+500+2000+2000+1000=6500 (W) o 6,5 kV.
Si observa la tabla de disyuntores por potencia de conexión, tenga en cuenta que la tensión de cableado estándar en condiciones domésticas es de 220 V, entonces un disyuntor unipolar o bipolar de 32 A con una potencia total de 7 kW es adecuado para operación.
Cabe señalar que es posible que se requiera un mayor consumo de energía, ya que durante el funcionamiento puede ser necesario conectar otros aparatos eléctricos que inicialmente no se tuvieron en cuenta.Para tener en cuenta esta situación, se utiliza un factor multiplicador en los cálculos del consumo total.
Digamos que al agregar equipos eléctricos adicionales, fue necesario aumentar la potencia en 1,5 kW. Luego debes tomar el coeficiente 1,5 y multiplicarlo por la potencia calculada resultante.
En los cálculos a veces es aconsejable utilizar un factor de reducción. Se utiliza cuando es imposible el uso simultáneo de varios dispositivos.
Digamos que la potencia total del cableado de la cocina fue de 3,1 kW. Entonces el factor de reducción es 1, ya que se tiene en cuenta el número mínimo de dispositivos conectados al mismo tiempo.
Si uno de los dispositivos no se puede conectar con otros, entonces el factor de reducción se toma menos de uno.
Paso #2 - cálculo de la potencia nominal de la máquina
La potencia nominal es la potencia a la que el cableado no se apaga.
Se calcula mediante la fórmula:
M = N * CT * cos(φ),
Dónde
- METRO – potencia (vatios);
- norte – tensión de red (voltios);
- CALLE – intensidad de corriente capaz de pasar a través de la máquina (amperios);
- porque(φ) – el valor del coseno del ángulo, que toma el valor del ángulo de cambio entre fases y tensión.
El valor del coseno suele ser igual a 1, ya que prácticamente no hay cambio entre las fases de corriente y tensión.
De la fórmula expresamos ST:
TI=M/N,
Ya hemos determinado la potencia y el voltaje de la red suele ser de 220 voltios.
Si la potencia total es 3,1 kW, entonces:
TI = 3100/220 = 14.
La corriente resultante será de 14 A.
Para los cálculos con carga trifásica se utiliza la misma fórmula, pero se tienen en cuenta los desplazamientos angulares, que pueden alcanzar valores grandes. Suelen estar indicados en el equipo conectado.
Paso #3 - Calcular la corriente nominal
Puede calcular la corriente nominal utilizando la documentación de cableado, pero si no está disponible, se determina en función de las características del conductor.
Se requieren los siguientes datos para los cálculos:
- cuadrado sección transversal del conductor;
- material utilizado para los núcleos (cobre o aluminio);
- método de colocación.
En condiciones domésticas, el cableado suele estar ubicado en la pared.
Habiendo realizado las medidas necesarias, calculamos el área de la sección transversal:
S = 0,785 * D * D,
Dónde
- D es el diámetro del conductor (mm);
- S — área de la sección transversal del conductor (mm2).
A continuación utilizamos la siguiente tabla.
Teniendo en cuenta 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 operación. En algunos casos, está permitido utilizar máquinas con una potencia nominal superior a la corriente efectiva del cableado.
Paso #4: determinar la característica 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 siguiente tabla.
Según la tabla, puede determinar la intensidad de la corriente (en amperios) cuando se enciende el dispositivo, así como el período después del cual volverá a producirse la corriente máxima.
Por ejemplo, si toma una picadora de carne eléctrica con una potencia de 1,5 kW, calcule la corriente de funcionamiento a partir de las tablas (será 6,81 A) y, teniendo en cuenta el múltiplo de la corriente de arranque (hasta 7 veces) , obtenemos el valor actual 6,81*7=48 (A).
Una corriente de esta intensidad fluye a intervalos de 1 a 3 segundos. Considerando los gráficos VTK para clase B, se puede ver que si hay una sobrecarga, 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 que se debe utilizar una máquina automática con la característica C para asegurar el funcionamiento de una picadora de carne eléctrica.
Para necesidades domésticas se suelen utilizar interruptores que cumplen con las características B y C. En la industria, para equipos con grandes corrientes múltiples (motores, fuentes de alimentación, etc.), se crea una corriente de hasta 10 veces, por lo que es recomendable utilizar D-modificaciones 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 se diferencian de los convencionales en que se instalan en cuadros de distribución separados.
Las funciones del dispositivo incluyen proteger el circuito contra sobretensiones inesperadas y cortes de energía en toda o una sección específica de la red.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
La elección de AV según la característica actual y un ejemplo de cálculo actual se analizan en el siguiente vídeo:
El cálculo de la corriente nominal del AV se demuestra en el siguiente vídeo:
Las máquinas se instalan en la entrada de una casa o apartamento. Están ubicados en cajas de plástico duraderas. La presencia de AV en el circuito eléctrico doméstico es garantía de seguridad. Los dispositivos permiten el apagado oportuno de la línea eléctrica si los parámetros de la red exceden un umbral específico.
Teniendo en cuenta las principales características de los disyuntores, además de realizar los cálculos correctos, se puede realizar la elección correcta de este dispositivo y su instalación.
Si tiene conocimientos o experiencia realizando trabajos eléctricos, compártalos con nuestros lectores. Deje sus comentarios sobre la elección de un disyuntor y los matices de su instalación en los comentarios a continuación.
Surgió la siguiente pregunta: ¿se puede utilizar un disyuntor unipolar como disyuntor de entrada? Escuché que esta opción no es del todo aplicable, ya que no puede proporcionar una protección confiable debido al hecho de que durante el apagado solo hay una interrupción en la línea de fase y el "neutro" aún permanece energizado. Pero no he encontrado opiniones categóricamente contrarias. ¡Gracias!
¿Qué, no puedes leerlo?
Buenas tardes Vadim.
Para garantizar un reemplazo seguro del medidor, PUE requiere romper todos los cables adecuados para el medidor (adjunto una captura de pantalla del artículo). También hay diagramas típicos de paneles de entrada con medidores; para no describirlos, adjunto una captura de pantalla. Por cierto, en circuitos sin medidor, se conforman con un disyuntor de entrada.
Respecto a que el neutro permanezca energizado, entre la gente corriente existe la opinión de que el potencial del “cable neutro” es igual a “cero”. De hecho, el voltaje de este conductor puede alcanzar decenas de voltios durante los desequilibrios de fase (ha habido casos en que el voltaje "cero" alcanzó los 90 V). Cuando un cable de fase roto cae a cero, el potencial de fase se lleva a "cero" (hasta que se activa la protección).
No es una mala publicación: todo está escrito con gran detalle sobre la elección de las máquinas tragamonedas. Lo marcó como favorito. Pero esto es en teoría. En la práctica, elijo una máquina automática dependiendo de la potencia requerida (calculo aproximadamente la potencia actual, y eso es todo). Utilizo máquinas, por regla general, de IEK o (como se muestra en la foto del post) ABB, las mejores en mi opinión. Y una nota más: se debe observar la selectividad: cada máquina debajo del circuito debe tener un valor actual más bajo que la anterior; de lo contrario, no funcionará. Y esto es muy importante para la seguridad.
Buenas tardes Alejandro.
La teoría y la práctica se "fusionan" al desarrollar esquemas de suministro de energía para talleres y empresas: los diseñadores hacen clic en apartamentos y cabañas como semillas. Siguiendo sus consejos, es imposible elegir una opción económicamente viable para suministrar electricidad a varios cientos de máquinas conectadas por cadenas tecnológicas, una gama de piezas y un programa de producción.
En cuanto a la selectividad, la cuestión también es bastante compleja. Por ejemplo, un taller se abastece de electricidad a través de 10 cables de 0,4 kV. ¿Y qué tipo de máquinas, uno se pregunta, instalará en TP-10/0,4 kV, implementando su teoría de la selectividad?
Para comprender la complejidad de la tarea, adjunto una captura de pantalla de varios puntos del PUE dedicados a la selectividad. Hay otros también.
Si hablamos de elegir el calibre de la máquina en función de la carga total de consumidores, entonces es necesario indicar que el cable para la carga total resultante debe ser el adecuado. La clasificación de la máquina se selecciona únicamente en función de la sección transversal del cable, ya que la máquina ya no es necesaria para nada más que para proteger el cable contra el sobrecalentamiento.Entonces, si el cable a los enchufes de la cocina es de 3x2,5, aunque conectes a él todos los electrodomésticos de la casa, el disyuntor no debe superar los 16A. De lo contrario, el cable se sobrecalentará, el aislamiento se derretirá y se producirá un incendio.
¡Buenas tardes, Artem! Usted establece profesionalmente los principios para elegir un disyuntor, pero la clasificación de 16 amperios del disyuntor no está vinculada al material de los núcleos. Si son de aluminio, entonces todo está bien. Es cierto que las condiciones de colocación afectan. Si los conductores son de cobre, entonces aparece una corriente permitida de 21 amperios cuando se coloca en una tubería; seleccioné la columna de la tabla que usaste. Se adjunta una captura de pantalla de las líneas correspondientes de las tablas PUE.
No estoy de acuerdo con el último comentario. Primero, la corriente máxima que provocará una falla en el cable varía mucho. Para alambre de cobre fabricado según los estándares GOST, puede ser de 30 amperios. En segundo lugar, el coste del equipo conectado puede ser muchas veces mayor que el coste de un trozo de cable. Y la tarea no es proteger los revestimientos de cobre o aluminio, sino proteger los dispositivos cuyo fallo puede tener consecuencias catastróficas.
Buenas tardes, tío Vasya 🙂 Artem describió los principios para elegir correctamente una máquina: la rama de la red conectada a la máquina está protegida (adjunto una captura de pantalla del punto PUE). En cuanto a la contabilidad del material básico, tiene razón. Proteger equipos costosos es una historia diferente. Aquí debemos tener en cuenta la presencia de protecciones incorporadas.
Buenas tardes, entiendo correctamente que según su tabla, para un cable VVG 3x2,5 es adecuada una máquina con un valor nominal de 25A, y para un cable de 3x1,5 es adecuada un valor nominal de 16A.Lo pregunto porque en Internet hay disputas serias en relación con este problema... Intenté entender el PUE, pero no funcionó muy bien.
Mucha gente aconseja instalar una máquina de 16 A en un cable de 3x2,5 y aumentar el número de grupos, aumentando así los costes de cableado, cuál es el argumento óptimo en este caso, a qué puede recurrir para confirmar su tabla.
¿Entiendo correctamente que la clasificación de la máquina debe ser superior a la corriente continua permitida en la tabla 1.3.4? y si es así ¿por qué? Gracias por adelantado por tu respuesta.
Una máquina de 25 A pasa continuamente aproximadamente un 5% más que el valor nominal, es decir 26,25 A: esto cumple con los requisitos para cableado abierto y dos cables unipolares en una tubería, pero excede el límite permitido a largo plazo para tres cables unipolares en una tubería
“Un disyuntor unipolar no realiza la función de un disyuntor de entrada, ya que cuando se lo fuerza a apagar, la línea de fase se rompe y el neutro se conecta a la fuente de voltaje, lo que no proporciona un 100% garantía de protección”. — Autor, ¿¡de qué fuente de voltaje está conectado el neutro!?
En primer lugar, el neutro está conectado al punto medio del transformador.
en segundo lugar, si el cero entre su subestación se quema, todos los consumidores de su lado de la ruptura aterrizarán en su cero si está honestamente conectado a tierra a lo largo de TN-C-S.