Jak zkontrolovat, kolik ampérů má jistič?

Krátká poznámka k výběru jističů. Upřímně doufám, že se čtenář pro sebe nic nového nedozví. Příspěvek má video verzi na mém kanálu YouTube. Realita času mě nutí natočit také video:

Pojďme se rozhodnout o cíli

Nejprve se musíte rozhodnout, proč potřebujeme jistič v elektrickém panelu. Úkolem jističe je především chránit pevné kabelové vedení před tokem proudů překračujících maximální přípustné hodnoty. Při překročení proudu dochází k zahřívání vodičů, přičemž dochází k roztavení a zničení izolace nebo roztavení samotných vodičů. A pokud nedojde k požáru, pak dojde k nákladným opravám, včetně prací na výměně elektrických rozvodů zazděných ve zdech. A proud může být překročen, pokud je k vedení připojeno příliš mnoho spotřebičů (dojde k přetížení) nebo dojde ke zkratu. Špatná volba charakteristiky jističe je cestou k drahým opravám, a pokud máte obzvlášť smůlu, i k požáru.

Jmenovitý proud

Když jsme pochopili, že jistič musí chránit kabelové vedení před tokem proudu překračujícím přípustný proud, musíme pochopit, jaký proud je přípustný. Nejčastěji odkazují na tento štítek z PUE (tabulka 1.3.4): Ale podle mého subjektivního názoru má tato deska značnou nevýhodu a je to uvedeno ve zdroji – tato deska je sestavena pro okolní teplotu +25, teplotu země +15 a teplotu jádra (.) +65. Dlouhodobý provoz izolace při zvýšených teplotách urychluje proces stárnutí polymerů, takže můj osobní názor je, že hodnoty uvedené v tabulce by měly být sníženy alespoň o 1/4. Pokud je kabel položen tak, že jeho chlazení je obtížné, snižuje se také maximální přípustný provozní proud. Například pokud je kabel umístěn ve svazku s jinými kabely nebo pod vrstvou tepelné izolace. A tady se dostáváme k té nejnezřetelnější věci. Tabulka ukazuje maximálně přípustné proudů a na jističích je indikována nominální proud. Jmenovitý proud jističe na něm uvedený je proud, který může procházet jističem po dlouhou dobu, aniž by způsobil jeho vypnutí. Chcete-li určit vypínací proud, podívejme se na dokumentaci, na graf charakteristik čas-proud: Ale to je graf konkrétní instance jističe. V reálném světě mají jističe řadu charakteristik, dokonce i mezi jističi odebranými ze stejné krabice. Proto je v grafu znázorněna oblast, ve které se charakteristika náhodně vybraného jističe objeví. V důsledku toho, pokud odebereme určitý proud, dostaneme rozsah časových hodnot, během kterých bude jistič fungovat. Od a do, jako například zde: Myslím, že je zřejmé, že při výpočtech bychom měli předpokládat, že jsme narazili na nejhorší vzorek a bere se nejhorší hodnota. Jistič má dvě spouště – tepelnou, která je celkem přesná, ale pomalá, a elektromagnetickou, která je velmi rychlá, ale nepřesná. (V příspěvku (https://serkov.su/blog/?p=5563) jsem rozebíral, jak k tomu přišli a proč zatím nic lepšího nevymysleli.) Výsledkem je nelineární závislost doba odezvy na protékající proud. Pro přehlednost si vezměme jistič, který udává jmenovitý proud 16A. V případě přetížení bude tepelná spoušť fungovat: Až do proudu 1,13 od jmenovitého k oddělení vůbec nedojde (16*1,13=18,08A) Při proudu 1,45 od jmenovité hodnoty bude tepelná spoušť fungovat, ale za méně než 1 hodinu (!). (16*1,45=23,2A) S proudem o 2,55 od jmenovité hodnoty bude tepelná spoušť fungovat za méně než 60 sekund. (16 * 2,55 = 40A) Pokud proud překročí ještě více, elektromagnetické uvolnění bude fungovat, ale o tom později. To vše bude jasnější, když se podíváte na graf: Odkud se tato magická čísla vzala? Od standardu (v naší zemi – GOST 60898-1-220). Vývojáři se jednoduše shodli, že rozptyl vypínacích parametrů by měl být v těchto mezích. Navíc s největší pravděpodobností jednoduše vzali dva vhodné časové body – 1 hodinu a 1 minutu a použili statistická data k získání násobků jmenovitého proudu. Aby život vůbec nevypadal jako med, stojí za to dodat, že koeficienty se používají v závislosti na okolní teplotě. V horkém počasí se termospouště zahřeje a funguje rychleji, ale v chladném počasí je tomu naopak. A teď scénář štěstí v životě. Do soukromého domu vstupuje kabel o průřezu 1,5 mm2. Panel s jističem je umístěn v chladírně, když je venkovní teplota -35. Kabel od stínění prochází stěnou pod vrstvou izolace. 16A jističem téměř hodinu (!) bude procházet proud (16*1,45*1,25 (opraveno na teplotu, obr. 4) = 29A. Při 19A nám budou podle štítku z PUE horké vodiče – +65 C a pod izolační vrstvou se izolace již začne tavit znovu: Jmenovitý proud jističe NENÍ ROVNOUT maximálnímu povolenému proudu kabelu. Omezení proudu kabelu musí způsobit vypnutí jističe v přiměřené době.

Typ elektromagnetické spouště

Tepelné uvolnění je pomalé, což je špatné v případě zkratu – proudy mohou být obrovské a dokonce během jedné sekundy mohou způsobit potíže. Proto byla do konstrukce jističe přidána elektromagnetická spoušť, která funguje ve zlomku vteřiny. Ale je nakonfigurován na proud mnohonásobně vyšší než jmenovitý proud. Faktem je, že některé typy spotřebitelů po zapnutí spotřebovávají proud několikrát vyšší než proud v provozním režimu. Například motor ve vysavači po zapnutí krátkodobě spotřebuje 2-3x více proudu, ale po zrychlení motoru spotřeba klesá. Možná jste si všimli, jak se žárovky mírně ztlumí, když něco rozsvítíte jen kvůli tomu. Zde je graf aktuální spotřeby motoru vysavače: Aby tyto rozběhové proudy nevynutily činnost elektromagnetické spouště, byla její charakteristika posunuta do pásma vyšších proudů, takže takové krátkodobé proudové přebytky by byly v zóně tepelné spouště, která díky své setrvačnosti nedochází k nevšímat si takových krátkodobých procesů. Výsledkem byla řada jističů se stejnými tepelnými spouštěmi, ale s různými elektromagnetickými. Vzhledem k obrovskému rozšíření parametrů elektromagnetických spouští docházelo k velkým odchylkám v multiplicitě provozního proudu: Charakteristika В — elektromagnetická spoušť bude fungovat, když proud překročí 3-5krát Charakteristiky С — elektromagnetická spoušť bude fungovat, když proud překročí 5-10krát Charakteristiky D – elektromagnetická spoušť bude fungovat, když proud překročí 10-20krát Zde jsou na grafu: Existují i ​​další charakteristiky (K, Z atd.), ale jsou extrémně vzácné a jsou vyráběny na zakázku, takže je vynecháme. Pokud se z nějakého důvodu rozběhové proudy nakrátko dostanou do rozsahu působení elektromagnetické spouště, jsou možné falešné poplachy. A právě pro vyloučení takových falešných poplachů bylo vytvořeno několik typů charakteristik. Někteří výrobci pro zjednodušení udávají startovací proudy, například LED driver od renomované firmy spotřebuje po zapnutí solidních 55A (kvůli nabíjení kondenzátoru v napájecím zdroji), výrobce dokonce hned spočítal, kolik LED driverů lze připojit paralelně k jednomu jističi: 4 kusy s charakteristikou B a 7 kusů na stroj s charakteristikou C. Koho by napadlo, že 150 wattů LED světla dokáže vyklepat 16A stroj! Situace se ještě zhoršuje při použití nekvalitních LED svítilen, kde výrobce nejenže nezajistil plynulý start, ale ani nereguluje startovací proud! Pokud používáte velké množství LED žárovek, budete je muset rozdělit do skupin, aby současné spuštění nespustilo jistič. Zvídavého čtenáře napadne – proč si nevzít jistič s charakteristikou „C“ nebo „D“? Pak by nárazové proudy nezpůsobovaly falešné poplachy! Ale není to tak jednoduché.

Zkratový proud

Někdy můžete slyšet výraz „odpor obvodu s fázovou nulou“, je to v podstatě o tom samém. Zkratový proud je velikost proudu v obvodu, pokud v důsledku poškození dojde ke zkratu (přímé spojení fázového vodiče a nuly, nebo spojení fáze a země) v nejvzdálenějším úseku. V ideálním světě s dokonalými vodiči by byl zkratový proud nekonečný. Ale v reálném světě mají kabely svůj vlastní odpor a čím jsou delší a tenčí, tím vyšší je jejich vlastní odpor. Při běžném provozu to není tak důležité – jejich vlastní odpor je mnohem menší než odpor zátěže. Pokud ale dojde ke zkratu, proud bude omezen právě tímto vlastním odporem všech vodičů v obvodu + vnitřním odporem zdroje proudu. Teď se podíváme. V obci Villaribo je naměřený zkratový proud vedení 278 A a elektrikář nainstaloval jistič C16: Jak vidíme, vše je v pořádku – v případě zkratu bude proud stačit k činnosti elektromagnetické spouště. Ale ve vesnici Vilabagio je velmi špatná elektroinstalace a zkratový proud je pouze 124 A. Podíváme se na graf: V nejhorším případě bude elektromagnetická spoušť typu „C“ pracovat s proudem 10krát vyšším, než je jmenovitý proud (16*10=160A). To znamená, že při 124A je možná situace, kdy při zkratu nebude fungovat elektromagnetická spoušť a zatímco tepelná spoušť stihne zafungovat, po vedení poteče proud 124A, což může skončit špatně. Obec Vilabagio v tomto případě potřebuje buď změnit elektroinstalaci, aby se snížily ztráty, nebo použít jistič typu B16, ve kterém bude elektromagnetická spoušť fungovat v nejhorším případě při proudu 5 * 16 = 80A. Už chápete, proč je charakteristika typu D (10-20 *Inom) v některých případech sofistikovaným způsobem, jak se střelit do nohy? Jak určit zkratový proud? Pro navržená vedení lze vypočítat – délka kabelu je známá, průřez je také znám. U tratí, které jsou již v provozu, stačí měřit, protože nikdo neví, do jakých délek museli elektrikáři zajít při opravách poškozených míst. K určení zkratového proudu existují speciální přístroje. Není zajímavé ukazovat ty moderní, tak ukážu tvrdou sovětskou starou školu, kterou mám. M-417 měří odpor obvodu měřením poklesu napětí na známém odporu a zkratový proud je třeba vypočítat: Shch41160, stvoření ponurého sovětského génia. Zorganizuje zkrat na zlomek sekundy a přímo změří proud. V hnědé krabici na vodiči je pojistka 100A: Zkratový proud se měří zpravidla při uvedení linky do provozu a pravidelně jednou za několik let. Teprve po změření zkratového proudu můžeme říci, zda je ochrana správně zvolena.

Zkratový proud je . Oh shi.

Co když je zkratový proud příliš vysoký? Zde narážíme na vypínací schopnost jističe. V okamžiku rozepnutí kontaktů spínače se rozsvítí elektrický oblouk, který sám vede proud a neochotně zhasne. Pro jeho nucené zničení jsou v provedení jističů upraveny zhášecí komory. Zde na vysokorychlostní fotografii můžete vidět, jak funguje zhášeč oblouku: Na jističi v obdélníkovém rámu je vyznačena hodnota vypínací schopnosti v ampérech – to je maximální proud, který dokáže rozpojit jistič bez přerušení. . Zde jsou fotografie jističů s vypínací schopností 3000, 4500, 6000 a 10000 A: Pro přehlednost jsem je rozebral. Velká vypínací schopnost nutí nejen zvětšit zhášecí komory, ale také posílit další konstrukční části, například ochranu proti bočnímu vyhoření. Vypínací schopnost jističe musí být větší než zkratový proud ve vedení. Obecně je 6000 A dostačující pro většinu aplikací. 4500A je obvykle dostačující pro provoz na linkách ve starších domech, ale nemusí být dostačující v novějších sítích.

Spínací odpor

Při každém zapnutí/vypnutí stroje se mezi kontakty rozsvítí oblouk, který postupně ničí skupinu kontaktů. Výrobce často uvádí počet cyklů zapnutí/vypnutí, které musí kontakty vydržet: Z toho je dobře vidět, že jistič není při častém používání náhradou za běžný vypínač. Pokud jste chamtiví a místo startéru se stykačem donutíte zaměstnance, aby míchačku zapínal/vypínal tahem za stroj 10x denně, pak se stroj může stát nepoužitelným za méně než pár let. Zde je fotografie jističe, jehož kontakty se staly nepoužitelnými kvůli vysokému proudu: Pamatujte, že každé sepnutí a provoz jističe „požírá“ jeho zdroje.

Třída omezení proudu

Asi nejmystičtější charakteristika. Uvádí se jako číslo ve čtverci. V RuNetu se o ní napsalo málo a většinou nesmysly. Třída omezení proudu zjednodušeně řečeno hovoří o množství elektřiny, které stihne projít jističem při zkratu, než obvod vypne, a hovoří o rychlosti. Existují celkem tři třídy: Zajímavé je, že současná omezující třída není regulována tuzemskými normami, a proto na obrázku výše není azbuka. Čísla v tabulce jsou hodnotami integrálu Joule. Domácí výrobci označují třídu jednoduše proto, že „je to obvyklé“, a to domácí normy nevyžadují :) V každodenním životě můžete tento parametr ignorovat – třídy horší než třetí se v prodeji často nenacházejí.

Selektivita

Nechtěli byste, aby přetížení nebo zkrat vypnul jistič někde na sloupu poblíž vchodu do vašeho domu. Zapojením jističů do série a volbou jejich charakteristik lze dosáhnout selektivity – schopnosti spustit ochranu nejblíže k poruše, aniž by se spustila ta vyšší. A mám dvě novinky. Dobré – můžete použít speciální tabulky, které má mnoho výrobců, a vybrat páry jističů, které zajistí selektivitu při přetížení. Na grafu to lze vidět jako nepřekrývající se grafy vydání: Ale z grafu můžete pochopit, že špatnou zprávou je zajistit plné selektivita jističů při zkratu je obtížná. Křivky se protínají v oblasti vysokých proudů. Proto nejčastěji mluvíme o částečný selektivita. Pokud je například modrý graf stroj B10 a fialový je B40, pak selektivní proud bude 120A (hodnota je převzata z tabulek jednoho výrobce pro konkrétní model strojů). To znamená, že při proudech menších než je selektivní proud – vše je v pořádku. Při vyšších proudech mohou fungovat obě ochranná zařízení. V domácí sérii modulárních jističů je poměrně obtížné zajistit selektivitu, a to i částečnou. Pouze velká a výkonná ochranná zařízení, například v rozvodnách, mají jemně vyladěná nastavení spouštění, aby byla zajištěna selektivita s ochrannými zařízeními proti proudu.

Řekni mi, co už mám dát!?

Za prvé, co je v projektu stanoveno. No, pokud je to zcela průměrný případ se spoustou výhrad, pak: Linka 1,5 mm2 – Automat B10 s vypínací kapacitou 6000A Linka 2,5 mm2 – Automat B16 s vypínací schopností 6000A Použití jističe s charakteristikou „C“ nebo „D“ místo „B“ musí mít dobrý důvod.

Buchty

Jističe od různých výrobců mohou obsahovat různá vymoženost/nástroje, které přímo neovlivňují ochranné funkce, ale mohou být užitečné: Jedná se o různé závěsy/krytky/pokličky pro utěsnění vstupního jističe na žádost provozovatele elektrické sítě. Jedná se o vizuální indikátor skutečného stavu kontaktů, takový indikátor zůstane červený, pokud jsou kontakty zavařeny z důvodu přetížení. Jedná se o okna pro dodatečné záplaty s elektromagnetickými spouštěmi, kontakty hřeben při spojování atd. atd.

Shrnutí

1. Jmenovitý proud jističe není roven maximálnímu přípustnému pro kabel! Díky konstrukčním vlastnostem může jistič procházet sám sebou po dlouhou dobu proudy výrazně vyšší než jmenovité a nevypnout.
2. Různé typy elektromagnetických spouště vám umožňují vyhnout se falešným poplachům, ale pomocí typu C a zejména typu D musíte pochopit, co je co.
3. Pokud je zkratový proud ve vašem vedení malý, pak použití jističe vyžaduje promyšlený přístup.
4. Pokud je zkratový proud ve vašem vedení obrovský, pak musí být vypínací schopnost jističe ještě větší.
5. A abychom znali zkratový proud, je potřeba jej změřit specializovaným přístrojem. A teprve po měření můžeme říci, zda bude ochrana fungovat správně

Rád bych poděkoval všem, kteří se podíleli na kontrole návrhu. Rád bych upozornil na faktické chyby v článku a cenné doplňky.