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Dies wirft häufig das Thema Geräteschutz im häuslichen Stromnetz auf, doch bei der Beschreibung der Grundparameter der Schutzgeräte entsprechen die Informationen nicht der Realität oder basieren bestenfalls auf separaten Beispielen. Daher wird es eine Art Bildungsprogramm geben, wie man eine einführende elektrische Abschirmung richtig herstellt.

Dies ist weniger eine Anweisung als vielmehr eine Erklärung dessen, was zu tun ist, da jede Verbindung im Wesentlichen individuell ist. In jedem Fall ist eine Konsultation unter Berücksichtigung der tatsächlichen Situation erforderlich.

Eintrag

In Zukunft gehe ich davon aus, dass der Stromversorger seine Arbeit so ausführt, wie er sollte, da die Spannung innerhalb der durch die Normen vorgeschriebenen Grenzen bleibt.

Ich gehe von der Netzspannung von 230/400 V aus (es ist wichtig, die zweite mit dreiphasigem Eingang zu kennen). Die meisten Verbraucher sind einphasig, Ausnahmen können Elektroherde und Elektromotoren von Pumpen sein.

Ausrüstung

Leistungsschalter

Leistungsschalter, die heute allen bekannt sind (im Folgenden als automatische Maschinen bezeichnet), sind allen bekannt.
In Wohnungen werden Maschinen mit den Zeit-Strom-Kurven B und C verwendet. Tatsächlich gibt es viele für verschiedene Zwecke. In diesem Dokument auf der dritten Seite befindet sich eine Grafik, in der Sie die Unterschiede sehen können . Vertikale Zeit, horizontal - aktuell.

Aber lassen Sie uns auf B- und C-Automaten eingehen, die sowohl in der Industrie als auch zu Hause am häufigsten und am häufigsten eingesetzt werden.

Jeder Schalter hat zwei Kategorien von zwei Hauptindikatoren gemäß internationalen Standards:

Kategorien:

• Überlaststrom
• Kurzschlussstrom

Indikator:

• Maximaler Auslösestrom
• Minimaler garantierter Betriebsstrom

Im Allgemeinen sind diese Werte für Überlast nach 1 Stunde (Auslösen von Wärmeenergie) für Maschinen vom Typ B oder C bei einer Umgebungstemperatur von 30 Grad die folgenden:

Maximaler Fehlerstrom = 1,13 Nennstrom
Minimaler garantierter Betriebsstrom = 1,45 Nennstrom

Mit steigenden Temperaturen werden diese Zahlen geringer, aber gemäß den Standards sollte der Fehler nicht geringer sein als der Nennstrom bei einer Umgebungstemperatur von 50 Grad. Fast alle Hersteller geben diese Nummern in Katalogen an und können sehr unterschiedlich sein.

Bei einem Kurzschluss unterscheiden sich diese Werte für Leistungsschalter (der sogenannte elektromagnetische Betrieb ohne Verzögerung):

Typ B - 3 * In und 5 * In
Typ C - 5 * In und 10 * In

Obwohl dies als "unverzüglich auslösen" bezeichnet wird, garantieren die Normen das Auslösen in bis zu 0,1 Sekunden, nicht mehr. Tatsächlich beträgt diese Zeit 0,05 bis 0,07 Sekunden.

Was zwischen den Grenzströmen passiert - niemand kann und wird nicht garantieren, dass die Abschaltung gemäß den Standards 0,1 bis 15 Sekunden dauern kann (für C-Maschinen). Obwohl der Schalter im Prinzip sofort vom Minimalwert oder nicht volle 15 Sekunden bis zum Maximum arbeiten kann. Und wenn Sie Schalter auswählen, müssen Sie sich daran erinnern.
Ein Beispiel unten sind die Stromzeitkennlinien für B- und C-Schalter an 10A von Siemens. 10A ist zum leichteren Vergleich ausgewählt. B ist schwarz, C ist rot.

Sicherung

Früher das einzige und sehr weit verbreitete Gerät für Wohngebäude, ist es heute viel seltener. Am häufigsten in elektrischen Netzen sind Kork- und Messersicherungen. Heutzutage gibt es kombinierte Sicherungstrenner, die sich von Leistungsschaltern dadurch unterscheiden, dass beim Auslösen neue Sicherungen installiert werden müssen, bevor sie wieder eingeschaltet werden.

Eines der Geräte, das trotz des Alters der Technologie noch einige sehr nützliche Eigenschaften bietet.

Der Hauptvorteil ist der garantierte Betrieb bei Kurzschluss. Der Hauptnachteil ist die Verfügbarkeit.

Warum werden immer noch Sicherungen verwendet? Erstens der Preis. Sie sind viel billiger als Leistungsschalter, da sie keine mechanischen Teile haben. Zweitens beträgt bei einem ausreichend hohen Wert des Kurzstroms (für eine 10-A-Sicherung - mehr als 210 A) die Betriebsgeschwindigkeit weniger als 0,01 Sekunden, weniger als die Hälfte der Wechselstromperiode (kein anderer Schalter löst so schnell aus). Drittens können sie sehr einfach und garantiert selektiv aufgebaut werden (zur Selektivität weiter unten). In diesem Artikel geht es um Allzweck-Sicherungen, die mit gG bezeichnet werden (früher auch gL - Leitungsschutz).

In diesem Fall gibt es keine Hersteller, die Sicherungen gemäß den Standards in Bezug auf die Abschaltzeit herstellen. Sie fallen immer besser aus als beabsichtigt. Aber jeder ist auf seine Weise besser.

Nachfolgend finden Sie einen Vergleich der Eigenschaften gemäß den Standards und Messungen des ABB für eine 10-A-Sicherung. Es ist zu beachten, dass die Normen Eigenschaften ab 0,01 Sekunden liefern. Da für diese Zeit im Prinzip nur Extrapolationen möglich sind, verfügt nicht jedes Programm über diese Grafiken. Schwarze Farbe - laut Norm rot, hergestellt von ABB.

Differenzstromgerät

Insbesondere in Nassräumen besteht immer die Möglichkeit von Leckströmen. Daher wurde ein Gerät erstellt, das diesen Strom erfasst, das als Differenzstromgerät oder UDT bezeichnet wird (Bezeichnung gemäß den neuen GOST-Übersetzungen der IEC-Normen, auch als RCD - Reststromgerät bekannt). Die Idee ist einfach - das Gerät vergleicht den Strom in der Phase und den Neutralleiter, wenn sie gleich sind - alles ist in Ordnung, wenn nicht, wird eine Abschaltung durchgeführt. Es gibt eine Reihe von Geräten, die zu Hause verwendet werden können, mit Strömen von 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA und verschiedenen Typen - AC, A, F, B, B +. Typ AC funktioniert nur mit sinusförmigen Leckströmen, Typ A kann zusätzlich zu Typ AC mit pulsierenden Gleichströmen usw. arbeiten. Es wird empfohlen, Typ B zu installieren, da er bei allen möglichen Arten von Leckagen funktioniert. Typ B + übernimmt im Wesentlichen einige Funktionen des Lichtbogenschutzes. Heutzutage dienen UDTs mit Strömen bis zu 30 mA zum Schutz von Personen ab 100 Jahren - zum Schutz von Geräten, obwohl zuvor UDT 500 mA für die Installation in Wohnungen vorhanden waren.

Vergessen Sie nicht, UDT hat unterschiedliche Empfindlichkeit für unterschiedliche Ströme. Zum Beispiel bedeuten die obigen 30 mA die obere Betriebsgrenze für Wechselstromleckagen. Tatsächlich kann der Betrieb gemäß den Normen zwischen 15 und 30 mA erfolgen (Hersteller versuchen hier, bis zu 25 mA als obere Grenze auszuschalten). Wenn wir einen pulsierenden Gleichstrom nehmen, liegt der Betrieb hier bereits zwischen 12 und 42 mA.

Warum ist das wichtig? Leckstrom liegt fast immer vor, beispielsweise in einer Steckdose oder in einem Elektrogerät. Es wird angenommen, dass 30 mA SPD vor maximal 10 Steckdosen verwendet werden können, da sonst im normalen Modus eine Abschaltung erfolgt. Oder die Länge des Drahtes spielt eine Rolle. Insbesondere gibt es solche Werte für den Leckstrom pro 100 Meter Draht (Draht aus Phase, Neutralleiter und Erde):

1,5 mm² - 4,8 mA
2,5 mm² - 5,6 mA
4,0 mm² - 6,6 mA

Daher ist es bei der Planung wichtig, die Länge der Kabel und die Verteilung der Räume zu berücksichtigen.
Da häufig sowohl ein Leistungsschalter als auch ein UDT verwendet werden, gibt es kombinierte Geräte - Differentialmaschinen, zwei in einem. Nach den neuen Standards in Deutschland wird deren Verwendung ab 2018 für Wohnräume empfohlen, um Platz zu sparen und Schalttafeln zu vereinfachen.

Was Sie beachten sollten - das Gerät muss überprüft werden. Mindestens alle 6 Monate sollte der Betrieb mit der Taste am Gerät überprüft werden. Natürlich ist dies kein Test für den Betrieb durch Leckströme, aber viele vergessen dies sogar. Das Auslösen durch Leckströme erfordert ein spezielles Gerät, das hinter dem UDT eingeschaltet ist und mit verschiedenen Stromarten prüfen kann.

Überspannungsschutzgerät

Wenn ein Blitz einschlägt, erscheint in der Nähe des Kabels eine elektromagnetische Welle, die Geräte, die mit dem Netzwerk verbunden sind, buchstäblich zerstören kann. Daher wird die Verwendung von Überspannungsschutzgeräten (SPDs) empfohlen.

Im Kern handelt es sich um eine Implementierung eines Niederspannungsableiters. Die Idee ist, spezielle Materialien zu verwenden, die keinen Strom bei normaler Spannung leiten (theoretisch gibt es in der Praxis einen Leckstrom), und wenn sie einen bestimmten Wert überschreiten, werden sie zu Leitern. Die Schutzfunktion besteht darin, die Welle zu reflektieren, da das Gerät sowohl vor als auch nach sich selbst schützt (effektiver Abstand von etwa 10 Metern des Kabels).

Es gibt drei Arten von Geräten:

Der erste Typ ist der Blitzschutz, manchmal mit einem kleinen Ableiter ausgestattet. Es muss am Haupterdungsbus geerdet werden, um überschüssige Energie abzuleiten. Infolge des Betriebs sollte die Spannung 6 kV nicht überschreiten

Der zweite Typ ist der mittlere Überspannungsschutz. Aus Schutzgründen darf die Spannung 4 kV nicht überschreiten

Der dritte Typ ist der Geräteschutz. Schutzspannung unter 1,5 kV.

In Abwesenheit des ersten Typs ist die Installation weiterer Geräte sinnlos, da die Wellenenergie für Typ 2 zu hoch ist. Außerdem müssen die in einer Kaskade installierten Geräte miteinander koordiniert werden (normalerweise von einem Hersteller, da es Unterschiede in den Eigenschaften gibt).

Das Kabel zwischen dem Erdungsausgang des Geräts und dem Erdungsbus oder (bei den Typen 2 und 3) PE darf 50 cm nicht überschreiten.

Es gibt kombinierte Geräte verschiedener Typen in einem, wie Typ 1 + 2 oder 2 + 3.

Lichtbogenschutzgerät

Die Idee des Geräts ist, dass beispielsweise bei einer Beschädigung der Isolierung Funken entstehen, die sich erst später zu einem Erdschluss oder Kurzschluss entwickeln. Dies wird von den oben genannten Geräten nicht erkannt. Relativ neue Geräte in Europa und noch nicht weit verbreitet.

Heutzutage werden diese Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sowie bei vielen Kindern oder älteren Menschen empfohlen. In anderen Fällen sind Geräte optional.

Da ich sie in meiner Praxis noch nicht angewendet habe, kann ich sie leider nicht genauer beschreiben.

Selektivität

Die Geräte wurden oben ausführlicher beschrieben, wie sie richtig angeschlossen werden. Das Wesen der Selektivität - die Schutzeinrichtung, die dem Ort des Kurzschlusses / der Überlastung am nächsten liegt, sollte getrennt werden. Fast immer ist dies für Geräte in Wohngebäuden möglich, in einigen Fällen (z. B. ein sehr hoher Kurzschlussstrom) kann dies jedoch nicht garantiert werden. Als nächstes werden einige Beispiele aufgeführt, die in Gruppen unterteilt sind.

Sicherungen

Hier ist alles relativ einfach. Sicherungen ab 16A mit einem Nennstromverhältnis von 1,6 sind selektiv. Zum Beispiel für eine 25A-Sicherung: 25 * 1,6 = 40A. Im Fall von 40A ist dies eine 63A-Sicherung, obwohl 40 * 1,6 = 64, da sie in der Nennreihe am nächsten gewählt wird. Sicherungen eines Herstellers haben zwar ein niedrigeres Verhältnis, aber 1,6 ist ein garantiertes Verhältnis für jeden Hersteller.

Bei Sicherungen unter 16 A ist dieses Verhältnis unterschiedlich und kann 1,9 betragen (im Fall von Deutschland). Das heißt, für die Sicherung 10A ist 20A, nicht 16A, selektiv. Gleichzeitig stellen viele Hersteller Sicherungen mit einem Verhältnis von weniger als 1,6 her, jedoch ausschließlich für ihre eigene Produktion, und es gibt in diesem Fall keine Garantie für die Kompatibilität, beispielsweise zwischen ABB und Siemens.

Leistungsschalter

Wenn sich die Eigenschaften nicht überschneiden, können die Schalter theoretisch als selektiv betrachtet werden. In der Praxis gilt dies möglicherweise nur für Leistungsschalter desselben Herstellers. Anschließend sollten Selektivitätstabellen verwendet werden. Sie geben entweder die volle Selektivität oder einen Grenzstrom an, für den die Selektivität garantiert ist. Wenn letzterer überschritten wird, kann einer der Leistungsschalter auslösen. Bei einem bestimmten Abstand zwischen den Leistungsschaltern (nicht in einer Schalttafel) ist es wahrscheinlicher, dass der Leistungsschalter auf der Versorgungsseite arbeitet.

Unten finden Sie ein Beispiel für eine solche Tabelle für ABB-Switches. Der Buchstabe T bedeutet volle ("Gesamt") Selektivität, Zahlen - der maximale Strom in Kiloampere.



Es gibt auch selektive Schalter. Sie arbeiten im Kurzschlussfall verzögert, so dass zunächst die unteren Schalter betätigt werden können. Mit einem ausreichend großen Strom, wie im obigen Beispiel, können sie früher arbeiten.

Sicherungen und Leistungsschalter

Hier ist die Situation insgesamt komplizierter und kann bei relativ hohen Strömen nur durch solche Tabellen mit Geräten von Siemens bestimmt werden.



Hier war nur ein Teil der Tabelle, in der Leistungsschalter mit der Kennlinie C (vertikale Zahlen) mit Siemens-Sicherungen verglichen werden.

So sehen beispielsweise die Eigenschaften eines C16A-Leistungsschalters und einer 40A-Sicherung von Siemens aus



Die gleichen Komponenten, aber von ABB



Leider sind die Quellen unterschiedliche Programme, so dass es nicht funktioniert hat, die Skala zum Vergleich gleich zu machen.

Wenn im obigen Fall Kurzschlussströme im Bereich von 160 bis 300 A liegen, ist es natürlich auch ohne Tabellen klar, dass der Schalter zuerst auslöst. Aber schon bei 500 A ohne Tische kann es niemand garantieren.

Verschiedene Hersteller von Leistungsschaltern

In allen oben genannten Fällen ist es möglich, eine eigene Analyse durchzuführen. Hierzu müssen Diagramme der Strombegrenzung und der übertragenen Energie der Geräte gefunden werden. Wenn Sie sie vergleichen, können Sie bestimmte Annahmen treffen. Leider müssen Leistungsschalter aus Gründen der garantierten Kompatibilität einen großen Spielraum haben. Dies ist einer der Vorteile von Sicherungen - das oben erwähnte Verhältnis von 1,6 bietet in den meisten Situationen eine garantierte Selektivität.

Auswahlmöglichkeiten

Stromaufnahme

Wählen Sie bei Leistungsschaltern für den Heimgebrauch zum Nennwert oder auf Empfehlung des Geräteherstellers. In jedem Fall ist zu beachten, dass die Reaktion der Wärmeenergie von der Temperatur des Mediums abhängt, in dem sich der Schalter befindet.

Bei Sicherungen gibt der Hersteller häufig an, dass lange Zeit nicht mehr als 90% des Nennstroms betragen. Stark vom Hersteller abhängig.

Bei Langzeitbetrieb der Schalter und Sicherungen erwärmen sie sich und erwärmen sich entsprechend. Daher gibt es zusätzliche Korrekturfaktoren, die sowohl die Anzahl als auch die Position der Schalter berücksichtigen. Diese Tabellen sollten auch nach Angaben des Herstellers erstellt werden.

Übrigens weiß nicht jeder, dass gewöhnliche 16A-Steckdosen wie „Shuko“ nur eine Stunde lang mit einem maximalen Strom von 16A getestet werden und nicht heißer als 70 ° C sein sollten. Was passiert in dieser Zeit - niemand garantiert. Daher wird eine Langzeitlast von nicht mehr als 13A empfohlen. Alternativ ist es möglich, Industrieanschlüsse zu verwenden, es gibt die gleichen 16A, aber sie können für 6 und 12 Stunden ausgelegt werden.

Bei der Auswahl eines Geräts sollte nicht vergessen werden, dass einige Geräte Einschaltströme haben. Insbesondere kann das Innengerät der Klimaanlage im normalen Modus einen kleinen Strom von 0,2 bis 0,4 A haben, aber Einschaltströme können das 18-fache erreichen.

Differenzstrom

UDT in den meisten Fällen reichen 30 mA aus. Legen Sie für Nassräume kürzlich 10 mA ein. Es hängt alles von der Länge des Netzwerks ab. Sie können auch selektives UDT an der Stromversorgung des Schilds installieren. Ihre Stromempfindlichkeit ist schlechter (100 oder 300 mA) und dies ist eher ein Hilfsgerät für den Fall, dass eines der unteren Geräte ausfällt. Die Hauptsache ist, je nach Eigenschaften den gleichen oder schlechtesten Typ zu nehmen, selektives UDT mit Typ B, bevor Typ A nicht erlaubt ist

Kurzschlussströme

Wie werden Kurzschlussströme bestimmt? Leider nur messen. Selbst in einem neuen Haus kann die Kabellänge von der Auslegungslänge abweichen. Selbst der Kabelwiderstand des besten Herstellers entspricht der Normalverteilung. Am Umspannwerk kann es zu Änderungen kommen. Daher kann selbst der Netzbetreiber nur ungefähre Werte angeben. Es gibt spezielle Instrumente, die den einphasigen Kurzschlussstrom messen. Wenn es im Moment nur eine Abschirmung oder einen Verbindungspunkt gibt, kann der Stromkurzschluss zur Steckdose nach dem einfachen Ohmschen Gesetz berechnet werden, obwohl es sich im Idealfall lohnt, eine Messung durchzuführen.

Die Normen sehen die Abschaltung eines Kurzschlusses für TN-Systeme innerhalb von 0,4 Sekunden und für TT-Systeme innerhalb von 0,2 Sekunden vor. Es ist zu beachten, dass für einen Leistungsschalter in diesem Fall die Abschaltung des Stroms größer ist als die garantierte elektromagnetische Reaktionszeit (10-mal oder mehr des Nennstroms für den C-Schalter und 5-mal oder mehr für B-Schalter). Bei Sicherungen wird dieser Wert jedoch durch die Zeit-Strom-Kennlinie bestimmt.

Muss ich den Neutralleiter deaktivieren?

Es hängt alles davon ab, an welches System die Stromversorgung geliefert wird.

TT-System

Die Erdung erfolgt zu Hause und der Schutzleiter hat keinen Netzanschluss. Ein Transformator irgendwo in der Ferne hat eine eigene Erdung. In diesem Fall muss der Neutralleiter getrennt werden, da sein Potential selbst bei symmetrischer Last vom Potential des Gebäudes abweicht.

TN-System

TN-C Option
Schutzleiter und Neutralleiter in einem Kabel. In diesem Fall ist das Trennen des Neutralleiters (in diesem Fall PEN) verboten, da er eine Schutzfunktion ausübt.

TN-CS Option
In diesem Fall wurde der Draht bei der Stromversorgung des PEN-Hauses in N und PE unterteilt. Das Deaktivieren von N ist akzeptabel, das Deaktivieren von PEN jedoch nicht.Um Potentialpotentialunterschiede auszugleichen, kann der PEN an die Gebäudeerde angeschlossen werden. Bei unmittelbarer Nähe zum Umspannwerk ist dies möglicherweise nicht der Fall.

Die Varianten TN-S
N und PE werden separat ins Haus gebracht. Es ist auch zulässig, N zu deaktivieren.

Weitere Details zu Erdungssystemen finden Sie hier.

Installationsdetails für UDT

Natürlich der Wunsch, ein UDT auf mehreren Switches zu speichern und beispielsweise zu installieren. Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass es dann schwieriger ist, den Einsatzort zu finden, und dass Leckströme der angeschlossenen Geräte die Empfindlichkeitsschwelle des Geräts überschreiten können.

Das Diskussionsthema ist das Verbindungsverfahren - was ist zuerst zu setzen, UDT oder Leistungsschalter / Sicherung? Es gibt keine eindeutige Antwort, häufiger habe ich in der Praxis UDT bis zu einem Leistungsschalter oder einer Sicherung getroffen, mit dem Aufkommen eines kombinierten Geräts kann diese Frage ignoriert werden.

Was ist wichtig zu merken

Leistungsschalter und Sicherungen dienen zum Schutz der Leitungen und werden nur zum Auslass berechnet. Was später enthalten sein wird, muss nicht von ihnen geschützt werden.

Ein bisschen über Drähte

Der Draht muss höheren Strömen standhalten als die Schutzeinrichtung. Da es jetzt eine große Anzahl verschiedener Arten von Drähten gibt, sollten Sie sich bei der Auswahl auf die Daten des Herstellers zu Kurzschlussströmen und langen Strömen konzentrieren, aber es gibt noch einige Punkte dazu.

In diesen Daten finden Sie schöne Zahlen, wie zum Beispiel den zulässigen Dauerstrom für einen Draht mit einer PVC-Isolierung von 3x1,5 mm² von 27 A. Es scheint, dass mindestens eine C-Maschine für 16 A benötigt wird, die Leitung wird jedoch spätestens um 23,2 A unterbrochen. Dieser Wert gilt jedoch für das Verlegen in einer Wand oder im Boden. Wenn Sie sich die Daten für das Verlegen in der Luft oder im Rohr ansehen, sind es nur 19 A. Und dann gibt es eine Reihe von Faktoren, wie das Vorhandensein benachbarter Drähte. Befinden sich beispielsweise 2 weitere Drähte in der Nähe, die gleichzeitig geladen werden, beträgt der bereits zulässige Strom 13,3 A - hier kann auch eine 10A C-Maschine nicht verwendet werden.

Für die Werte der Kurzschlussströme wird dann in der Regel ein Strom angegeben, der für eine Zeit von 1 Sekunde aufrechterhalten wird. Für die Konvertierung in andere Werte (bis zu 5 Sekunden) können Sie die folgende Formel verwenden:

$$

arozhankov

Schneider Electric. , .