家用电源

在这里,设备保护的主题通常出现在家庭电网中,但是在描述保护设备的基本参数时信息不是很真实,或者最好是基于单独的示例。 因此,将有一种有关如何正确制作入门型电子屏蔽罩的教育计划。

因为每个连接本质上都是单独的,所以这不仅仅是说明要做什么。 无论如何,都必须考虑实际情况进行协商。

参赛作品


将来,我将从电源供应商按其应有的工作这一事实着手,因为电压仍在规范规定的范围内。

我将从230/400 V的电源电压开始(了解三相输入的第二个电压很重要)。 大多数消费者是单相的,电炉和泵的电动马达除外。

配套设备


断路器


如今,每个人都熟悉的断路器(以下称为自动机)都为大家所熟悉。
在公寓中,使用具有时间-电流曲线B和C的机器,实际上,有许多用途不同。 在第三页的此文档中,有一个图表,您可以在其中看到不同之处 。 垂直时间,水平-当前。

但是,让我们来谈谈B和C自动机,它们是工业上和家庭中最常见且适用的机器。

根据国际标准,每个开关都有两类主要指标:

分类:

  • 过载电流
  • 短路电流

指标:

  • 最大跳闸电流
  • 最小保证工作电流

通常,对于B型或C型机器在30度环境温度下1小时后(触发热能)过载,这些值如下:

最大故障电流= 1.13额定电流
最小保证工作电流= 1.45额定电流

随着温度的升高,这些数字会减少,但是根据标准,在环境温度为50度时,故障不应小于额定电流。 几乎所有制造商都在目录中指出了这些数字,它们的差异可能很大。

对于短路,这些值对于断路器(不带延迟的所谓电磁操作)是不同的:

类型B-3 * In和5 * In
类型C-5 * In和10 * In

尽管这被称为“无延迟触发”,但规范保证触发时间最短为0.1秒。 实际上,这个时间是0.05-0.07秒。

边界电流之间会发生什么-根据标准,没有人能够也不能保证关闭会持续0.1到15秒(对于C机)。 尽管从原理上讲,该开关可以立即从最小值开始操作,或者在整整15秒至最大时间内不起作用。 当选择开关时,您需要记住这一点。
下面的示例是西门子公司10A上B和C开关的电流时间特性。 选择10A是为了便于比较。 B是黑色; C是红色。



保险丝


以前,它是唯一的且用途非常广泛的住宅设备,现在已经不那么普遍了。 在电网中最常见的是软木塞和刀形保险丝。 如今,有组合式熔断器隔离开关,与断路器不同之处在于,当它们被触发时,必须在重新接通熔断器之前安装新的熔断器。

其中一种设备尽管技术已经过时,但仍提供了一些非常有用的属性。

主要优点是在发生短路时保证运行。 主要缺点是一次性性。

为什么仍然使用保险丝? 首先,价格。 它们比断路器便宜得多,因为它们没有机械零件。 其次,在短路电流值足够高的情况下(对于10A保险丝-大于210 A),操作速度将小于0.01秒,小于交流周期的一半(没有其他开关跳闸那么快)。 第三,可以非常简单地保证它们是有选择地构建的(关于下面的选择性)。 本文介绍的是通用保险丝,用gG(以前也称为gL-线路保护)表示。

在这种情况下,没有制造商按照停机时间按照标准制造保险丝,它们的结果总是好于预期。 但是每个人都以自己的方式变得更好。

以下是10A保险丝根据标准和ABB的测量得出的特性比较。应注意的是,这些规范提供的特性从0.01秒起,但是从目前来看,原则上只能进行推断,并非每个程序都具有这些图形。 黑色-根据标准,红色-ABB生产。



差动电流装置


始终存在泄漏电流的可能性,尤其是在潮湿的房间中。 因此,创建了一个捕获该电流的设备,称为差动电流设备或UDT(根据IEC标准的新GOST转换的名称,也称为RCD-剩余电流设备)。 这个想法很简单-设备会比较相线和中性线的电流(如果相等)-一切都很好,否则,将执行关机操作。 有许多设备可以在家中使用,电流分别为10 mA,30 mA,100 mA,300 mA以及各种类型-AC,A,F,B,B +。 AC型仅响应正弦泄漏电流,A型除AC型外还可以响应脉冲直流电,依此类推。 建议安装B型,因为它适用于所有可能的泄漏类型。 B +类型本质上具有电弧保护的某些功能。 如今,电流高达30 mA的UDT​​可以保护100人及以上的人员-保护设备,尽管以前在公寓中安装了500 mA的UDT​​。

不要忘记,UDT对不同电流具有不同的灵敏度。 例如,高于30 mA表示交流泄漏的操作上限,实际上,操作可能会根据15到30 mA之间的规范进行(此处制造商尝试关闭25 mA作为上限)。 如果采用脉动直流电,则此处的操作已经在12至42 mA之间。

为什么这很重要? 漏电流几乎总是存在于例如电源插座或电器中。 可以在最多10个插座的前面使用30 mA SPD,否则将在正常模式下关闭。 或电线的长度起一定作用。 特别是每100米导线(相线,中性线和地线)的泄漏电流值如下:

1.5mm²-4.8毫安
2.5mm²-5.6毫安
4.0mm²-6.6毫安

因此,在规划时,重要的是要考虑电缆的长度和房间的分布。
由于经常使用断路器和UDT,因此存在组合设备-差速器,二合一。 根据德国的新标准,从2018年起,建议将其在住宅场所中使用,以节省空间并简化配电盘。

小小提醒-设备需要检查。 每6个月至少一次,应使用设备上的按钮检查操作。 自然,这不是通过泄漏电流进行工作的测试,但是许多人甚至对此都忘记了。 由泄漏电流引起的跳闸需要特殊的设备,该设备在UDT后面打开,并可以检查不同类型的电流。

电涌保护器


雷击时,电缆附近会出现电磁波,这实际上会破坏连接到网络的设备。 因此,建议使用电涌保护器(SPD)。

它的核心是低压避雷器的实现。 其想法是使用在正常电压下不传导电流的特殊材料(理论上,实际上存在泄漏电流),并且当它们超过一定水平时,它们将成为导体。 保护功能是反射波,因为该设备在其自身之前和之后都进行了保护(有效距离约为10米)。

设备分为三种:

第一类是防雷装置,有时配备小型避雷器。 必须将其接地到主接地母线上以排放多余的能量。 作为运行的结果,电压不应超过6 kV

第二种是中等电涌保护。 作为保护的结果,电压不得超过4 kV

第三种是设备保护。 作为保护的结果,电压小于1.5 kV。

在没有第一种类型的情况下,由于第二种类型的波能量太高,因此没有必要再安装其他设备。此外,级联安装的设备之间必须相互协调(由于特性差异,通常由一个制造商提供)。

设备的接地输出与接地总线或(对于2型和3型)PE之间的电缆不得超过50厘米。

多种类型的组合设备合而为一,例如1 + 2或2 + 3。

电弧保护装置


该设备的想法是,例如,当绝缘层损坏时,会产生火花,随后只会发展为接地故障或短路。 以上设备无法识别。 在欧洲相对较新的设备,尚未得到广泛的分发。

今天,建议将这些设备用于危险区域以及有许多儿童或老人的地方。 在其他情况下,设备是可选的。

由于我尚未在练习中应用它们,因此很遗憾,我无法对其进行详细描述。

选择性


上面已经描述了设备,现在详细介绍如何正确连接它们。 选择性的本质-最靠近短路/过载位置的保护装置应断开连接。 几乎总是可以用在住宅设备中,但是在某些情况下(例如,很高的短路电流)不能得到保证,下面将分为几个示例。

保险丝


这里的一切都相对简单。 额定电流比为1.6A的16A及更高熔断器是选择性的。 例如,对于25A的保险丝:25 * 1.6 = 40A。 在40A的情况下,这是63A的保险丝,尽管40 * 1.6 = 64,因为它被选择为最接近标称行。 尽管一个制造商的保险丝的比率可能较低,但是1.6是任何制造商的保证比率。

对于小于16 A的保险丝,该比率是不同的,可能是1.9(对于德国)。 即 对于保险丝10A,选择20A,而不是16A。 同时,许多制造商生产的保险丝的比率小于1.6,但仅用于自己的生产,因此不能保证在这种情况下ABB与西门子之间的兼容性。

断路器


从理论上讲,如果特性不相交,则可以认为开关是选择性的。 实际上,这仅适用于同一制造商的断路器,然后应使用选择性表。 它们表示完全选择性或保证选择性的边界电流。 如果超过了后者,则在断路器之间有一定距离(不在一个配电盘中)的情况下,任何断路器都可能跳闸,断路器更有可能在电源侧运行。

以下是用于ABB交换机的此类表格示例。 字母T表示全(总)选择性,数字-以安培为单位的最大电流。



也有选择开关。 它们在发生短路的情况下会延迟运行,从而可以首先操作下部开关。 如上例所示,在足够大的电流下,它们可能会更早地工作。

保险丝和断路器


在这里,整体情况更为复杂,并且在相对较高的电流的情况下,只能使用西门子的设备通过诸如此类的表格来确定。



该表只是将具有特征C(垂直数字)的断路器与西门子保险丝进行比较的表格的一部分。

例如,西门子的C16A断路器和40A保险丝的特性如下所示



相同的组件,但来自ABB



不幸的是,源是不同的程序,因此无法使比例相同以进行比较。

自然地,如果在上述情况下短路电流在160-300 A的范围内,那么即使没有表格,很明显开关也将首先跳闸。 但是已经有500 A的电流,没有桌子,没人能保证。

断路器的不同制造商


在上述所有情况下,都可以进行自己的分析。 为此,有必要找到电流限制和设备的传输能量的图表。 比较它们,您可以做出某些假设。 不幸的是,为了保证兼容性,断路器必须要有很大的余量。 这是保险丝的优点之一-在大多数情况下,上述1.6的比率可确保选择性。

选择选项


消耗电流


对于家用断路器,请按面值或根据设备制造商的建议进行选择。 在任何情况下,都应记住,热能响应取决于开关所在介质的温度。

对于保险丝,制造商经常表示,长期以来,额定电流不超过额定电流的90%。 很大程度上取决于制造商。

随着开关和保险丝的长期运行,它们会发热并因此彼此发热。 因此,还有一些其他的校正因素要考虑到开关的数量和位置。 这些表也应根据制造商获取。

顺便说一下,并非所有人都知道普通的16A家用插座(例如“ shuko”)仅在最大电流16A下测试了一个小时,并且其温度不得高于70°C。 在此期间发生了什么-没有人保证。 因此,建议长期负载不超过13A。 另外,也可以使用工业插座,它们具有相同的16A,但可以设计6到12个小时。

选择设备时,请不要忘记某些设备具有浪涌电流。 特别是,空调的室内机在正常模式下电流可能较小,为0.2-0.4 A,但涌入电流可能达到18倍。

差动电流


在大多数情况下,UDT为30 mA就足够了。 对于潮湿的房间,最近放了10 mA。 这一切都取决于网络的长度。 您也可以在屏蔽层的电源上安装选择性UDT。 它们的电流灵敏度较差(100或300 mA),这在较低的一个故障时更像是辅助设备。 主要是根据属性采用相同或最差的类型,不允许在类型A之前使用类型B的选择性UDT

短路电流


如何确定短路电流? las,只能测量。 即使在新房子里,电缆长度也可能与设计不同,即使最好的制造商的电缆电阻也服从正态分布,变电站也会有所变化,因此,即使是网络运营商也只能给出近似值。 有测量单相短路电流的专用仪器。 如果目前只有一个屏蔽或连接点,则可以通过欧姆的简单定律来计算到插座的短路电流,尽管理想情况下值得尝试进行测量。

该规范规定在TN系统内在0.4秒内关闭短路,在TT系统内在0.2秒内关闭短路。 应该记住的是,对于断路器,这种情况下的相关标准是电流的切断要超过保证的电磁响应时间(C开关的额定电流的10倍或更多,B开关的5倍或更多)。 但是对于保险丝,该值由时间-电流特性确定。

我需要禁用中性点吗


这完全取决于向哪个系统供电。

TT系统


接地在家中完成,并且保护导体未与主电源连接。 远处的变压器具有自己的接地,在这种情况下,必须断开中性线,因为即使是对称负载,其电位也可能与建筑物的电位不同。

TN系统


TN-C选件
一根电缆中的保护性导体和零线。 在这种情况下,禁止断开中性线(在这种情况下为PEN),因为它具有保护功能。

TN-CS选件
在这种情况下,当给PEN房屋供电时,电线分为N和PE。 禁用N是可以的,但是禁用PEN是不可接受的。 PEN . .

TN-S
N PE. N.




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, 31,5 ² 27 . , - 16 , 23,2 . . , 19 . , . , 2 , , 13,3 — - 10 .

, , , 1 . ( 5 ) :

$ I_{T2} = I_{1 sec}\cdot\sqrt{\frac{1 sec}{T2}}$




arozhankov

Schneider Electric. , .

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN429468/


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