Jak dobrać wyłącznik nadprądowy do rozmiaru kabla i prądu obciążenia: praktyczny przewodnik wyboru

Należy wybrać wyłącznik nadmiarowoprądowy, który będzie przenosił normalne obciążenie, a jednocześnie chronił kabel przed przeciążeniem i uszkodzeniami na skutek zwarcia.

Podstawowa zasada selekcji jest następująca:

Ib ≤ In ≤ Iz

Gdzie:

• Ibjest prądem obciążenia projektowego.
• Injest znamionowym prądem wyłącznika nadmiarowo-prądowego.
• Izjest dopuszczalną obciążalnością prądową kabla po uwzględnieniu odpowiednich współczynników korekcyjnych.

Mówiąc prościej, wartość znamionowa wyłącznika MCB musi być dostatecznie wysoka dla przewidywanego obciążenia, ale nie może przekraczać bezpiecznej obciążalności prądowej kabla.

Czy wyłącznik nadmiarowoprądowy (MCB) należy dobierać w oparciu o obciążenie czy rozmiar kabla?

Wybór wyłącznika MCB musi być dokonany na podstawie obu kryteriów.

Obciążenie określa minimalny prąd, jaki musi przepływać przez obwód. Kabel określa maksymalny prąd, który może płynąć w sposób ciągły bez ryzyka przegrzania.

• Jeżeli wartość znamionowa wyłącznika MCB jest niższa od prądu obciążenia, może wystąpić niepożądane zadziałanie wyłącznika.
• Jeżeli wartość znamionowa wyłącznika MCB jest wyższa od pojemności kabla, kabel może się przegrzać przed zadziałaniem wyłącznika.
• Jeżeli zarówno kabel, jak i wyłącznik nadmiarowo-prądowy są przewymiarowane, a obciążenie nie jest brane pod uwagę, instalacja może okazać się niepotrzebnie kosztowna.

Prawidłowy proces polega na obliczeniu prądu obciążenia, wybraniu odpowiedniego kabla, zastosowaniu odpowiednich współczynników korekcji kabla, a następnie wybraniu wartości znamionowej wyłącznika nadprądowego, która spełnia wymagania.Ib ≤ In ≤ Iz.

Zasada ta jest zawarta wPrzewodnik po instalacji elektrycznej firmy Schneider Electric.

Co oznaczają Ib, In i Iz?

W tym przykładzie:

13A ≤ 16A ≤ 19A

Wyłącznik nadmiarowo-prądowy 16 A może przenosić spodziewane obciążenie o natężeniu 13 A, nie przekraczając przy tym dopuszczalnej obciążalności prądowej kabla.

W przypadku większości wyłączników nadprądowych o stałej wartości prądu, nastawa wyzwalacza przeciążeniowego jest określana na podstawie prądu znamionowego. W przeciwieństwie do wielu przemysłowych wyłączników nadprądowych, standardowy wyłącznik nadprądowy zazwyczaj nie zapewnia regulowanej nastawy przeciążenia długotrwałego.

Krok 1: Oblicz projektowy prąd obciążenia

Pierwszym krokiem jest określenie maksymalnego prądu spodziewanego podczas normalnej pracy.

Obciążenie jednofazowe

W przypadku obciążenia prądem przemiennym jednofazowym:

Ib = P ÷ (V × PF × η)

Gdzie:

• Pjest mocą obciążenia w watach.
• Vjest napięciem zasilania.
• PFjest współczynnikiem mocy.
• ηjest wydajnością sprzętu.

W przypadku obciążenia czysto rezystancyjnego, takiego jak grzejnik elektryczny, współczynnik mocy i sprawność mogą być bliskie 1.

Obciążenie trójfazowe

W przypadku zrównoważonego obciążenia trójfazowego:

Ib = P ÷ (√3 × V × PF × η)

Jeśli to możliwe, należy korzystać z danych znamionowych dotyczących prądu silnika i sprzętu, gdyż stanowią one zazwyczaj bardziej niezawodną podstawę do oszacowania prądu niż szacowanie go wyłącznie na podstawie danych z zasilania.

Przy projektowaniu należy również wziąć pod uwagę:

• Czas ciągłej pracy
• Jednoczesne obciążenia
• Prąd rozruchowy silnika
• Prąd rozruchowy transformatora lub sterownika LED
• Przyszłe rozszerzenie obciążenia
• Lokalne przepisy elektryczne

Krok 2: Wybierz rozmiar kabla

Po obliczeniu prądu projektowego należy wybrać kabel o odpowiedniej obciążalności prądowej.

Obciążalność prądowa kabla zależy nie tylko od przekroju poprzecznego przewodu. Ten sam rozmiar kabla może mieć różne dopuszczalne prądy w różnych warunkach instalacji.

Z tego powodu stwierdzenie, że „kabel 2,5 mm² zawsze wymaga wyłącznika nadmiarowo-prądowego 20 A” nie jest zawsze poprawne.

Ostateczny dopuszczalny prąd kabla,Iz, należy określić po zastosowaniu wszystkich odpowiednich współczynników korekcyjnych lub obniżających wartość znamionową.

Krok 3: Wybierz znamionowy prąd wyłącznika MCB

RazIbIIzsą znane, należy wybrać standardową wartość znamionową wyłącznika MCB spośród nich.

Przykład 1: Prawidłowy wybór

Jednofazowe obciążenie rezystancyjne ma:

• Projekt aktualny:Ib = 13A
• Skorygowana pojemność kabla:Iz = 19A

Wybór wyłącznika nadmiarowo-prądowego 16A jest uzasadniony:

13A ≤ 16A ≤ 19A

Przykład 2: MCB jest za mały

Obwód ma:

• Projekt aktualny:Ib = 18A
• Ocena MCB:Wejście = 16A
• Skorygowana pojemność kabla:Iz = 24A

Przepustowość kabla jest wystarczająca, ale obciążenie wyłącznika nadprądowego 16 A jest niższe niż obciążenie projektowe. Wyłącznik może zadziałać podczas normalnej pracy.

Można rozważyć zastosowanie wyłącznika nadmiarowo-prądowego 20A, ponieważ:

18A ≤ 20A ≤ 24A

Przykład 3: Kabel jest za mały

Obwód ma:

• Projekt aktualny:Ib = 18A
• Proponowana ocena MCB:Wejście = 20A
• Skorygowana pojemność kabla:Iz = 17A

Ten wybór jest nie do przyjęcia, ponieważ:

20A > 17A

Wyłącznik nadprądowy (MCB) może pozwolić na przepływ prądu przez kabel przekraczającego jego dopuszczalną pojemność. Prawidłowym rozwiązaniem nie jest automatyczna instalacja wyłącznika nadprądowego 20 A. Należy ponownie rozważyć rozmiar kabla, metodę instalacji, obciążenie lub projekt obwodu.

Krok 4: Zastosuj współczynniki obniżające wartość znamionową kabli i wyłączników nadprądowych

Zarówno kable, jak i wyłączniki termomagnetyczne mogą być narażone na działanie temperatury i warunków montażu.

Wyłączniki nadprądowe zainstalowane obok siebie w zamkniętej skrzynce rozdzielczej mogą się wzajemnie nagrzewać. Wysoka temperatura otoczenia może również wpływać na charakterystykę termiczną wyłącznika.

Zgodnie zPrzewodnik po wyborze wyłączników firmy Schneider ElectricProducenci podają dane korekcyjne dla wyłączników automatycznych pracujących poza ich temperaturą odniesienia lub w warunkach grupowej instalacji.

W związku z tym należy sprawdzić wybrany wyłącznik MCB pod kątem:

• Temperatura otoczenia
• Temperatura obudowy
• Sąsiadujące obciążone wyłączniki
• Wentylacja
• Ciągłe obciążenie
• Dane dotyczące obniżenia mocy przez producenta

Skorygowana wydajność robocza wyłącznika nadmiarowo-prądowego musi być nadal wystarczająca do obciążenia rzeczywistego.

Krok 5: Wybierz prawidłową krzywą zadziałania wyłącznika MCB

Krzywa wyzwalania określa zakres chwilowego wyzwalania magnetycznego wyłącznika nadprądowego. Nie zastępuje ona obliczeń prądu znamionowego.

Wyższej krzywej wyzwalania nie należy wybierać tylko po to, by zapobiegać zbędnym wyzwalaniom. Należy również zweryfikować prąd rozruchowy obwodu, minimalny prąd zwarciowy, zabezpieczenie kabla i wymagany czas rozłączenia.

W obwodach silnikowych wyłącznik nadmiarowoprądowy (MCB) może zapewnić ochronę przed zwarciem i uszkodzeniem kabla, jednak nadal może być konieczne zastosowanie oddzielnego zabezpieczenia silnika przed przeciążeniem.

Krok 6: Sprawdź zdolność wyłączania wyłącznika nadprądowego

Prąd znamionowy i zdolność wyłączania to różne parametry.

• Prąd znamionowyokreśla normalny prąd, który wyłącznik MCB może przewodzić.
• Zdolność wyłączaniaokreśla maksymalny spodziewany prąd zwarciowy, który wyłącznik nadprądowy może bezpiecznie przerwać.

Prąd wyłączania wyłącznika MCB musi być równy lub większy od spodziewanego prądu zwarciowego w miejscu instalacji.

Na przykład, w zależności od obliczonego poziomu zwarcia, projekt może wymagać wyłącznika nadmiarowo-prądowego 4,5 kA, 6 kA, 10 kA, 15 kA lub 25 kA.

Wyższa zdolność wyłączania nie pozwala na zastosowanie mniejszego kabla lub wyższego prądu znamionowego. Każdy parametr należy dobrać niezależnie.

Krok 7: Sprawdź napięcie, bieguny i obowiązujące normy

Przed zakończeniem wyboru sprawdź:

• Znamionowe napięcie robocze
• Zastosowanie prądu przemiennego lub stałego
• Liczba biegunów
• Układ uziemienia systemu
• IEC/EN lub obowiązująca norma krajowa
• Pojemność terminala
• Zgodność szyn zbiorczych
• Wymagane akcesoria
• Wymagania izolacyjne

Liczbę słupów należy dobrać w zależności od konfiguracji systemu i lokalnych wymagań instalacyjnych.1P, 1P+N, 2P, 3P, 3P+N lub 4PUrządzenia nie należy wybierać wyłącznie na podstawie fizycznej powierzchni panelu.

Praktyczna lista kontrolna wyboru MCB

Typowe błędy w doborze wielkości kabli i wyłączników MCB

Wybór wyłącznika MCB wyłącznie na podstawie mocy urządzenia

Sama moc nie musi odzwierciedlać współczynnika mocy, sprawności, prądu rozruchowego ani rzeczywistego prądu znamionowego.

Korzystanie z tabeli stałych rozmiarów kabli bez współczynników korekcyjnych

Obciążalność prądowa kabla zmienia się w zależności od metody instalacji, temperatury, grupowania, izolacji i lokalnych przepisów.

Zwiększanie wartości znamionowej wyłącznika MCB w celu zapobiegania wyzwalaniu

Zainstalowanie większego wyłącznika nadmiarowo-prądowego bez sprawdzenia przepustowości kabla może spowodować utratę zabezpieczenia przeciążeniowego kabla.

Ignorowanie spadku napięcia

Kabel może mieć odpowiednią pojemność cieplną, ale mimo to powodować nadmierny spadek napięcia na dużej odległości.

Myląca krzywa zadziałania z prądem znamionowym

Zmiana z krzywej B na krzywą C lub D zmienia natychmiastową odpowiedź magnetyczną. Nie zwiększa to dopuszczalnego prądu kabla.

Ignorowanie zdolności wyłączania wyłącznika MCB

Prawidłowo dobrana wartość prądu nie wystarczy, jeśli wyłącznik nie jest w stanie bezpiecznie przerwać dostępnego prądu zwarciowego.

Opcje wyłączników MCB CNC dla różnych obwodów

Firma CNC Electric dostarcza wyłączniki nadprądowe o wielu cechach:

• Prądy znamionowe
• Konfiguracje słupów
• Krzywe podróży B, C i D
• Zdolność wyłączania
• Układy zacisków i szyn zbiorczych
• Opcje zastosowań mieszkaniowych, komercyjnych i przemysłowych

TenCNC YCB9-80M/H MCBzapewnia wiele zakresów prądu znamionowego, konfiguracji biegunów i charakterystyk wyzwalania, z opcjami wyłączania prądu 6 kA i 10 kA.

Możesz równieżpoznaj pełną gamę CNC MCBaby porównać produkty pod kątem różnych wymagań dotyczących dystrybucji końcowej.

Często zadawane pytania

Czy wartość znamionowa wyłącznika MCB powinna być równa prądowi obciążenia?

Niekoniecznie. Wartość znamionowa wyłącznika MCB jest zazwyczaj dobierana na podstawie standardowego prądu znamionowego, który jest równy lub wyższy od projektowego prądu obciążenia, pod warunkiem, że nie przekracza skorygowanej pojemności kabla.

Czy mogę zainstalować większy wyłącznik nadprądowy, jeśli obecny wyłącznik ciągle się wyłącza?

Nie bez ustalenia przyczyny zadziałania wyłącznika i sprawdzenia przepustowości kabla. Częste zadziałania mogą być spowodowane przeciążeniem, prądem udarowym, awarią, nieprawidłowym wyborem krzywej zadziałania, wysoką temperaturą lub luźnymi połączeniami.

Czy wyłącznik nadmiarowo-prądowy 32A można stosować z kablem 2,5 mm²?

Nie ma uniwersalnej odpowiedzi opartej wyłącznie na rozmiarze kabla. Przed potwierdzeniem dopuszczalnego prądu należy sprawdzić materiał przewodnika, izolację, metodę instalacji, temperaturę otoczenia, sposób ułożenia kabli, lokalne normy i inne warunki.

Czy wyższa zdolność wyłączania lepiej chroni kabel przed przeciążeniem?

Nie. Zdolność wyłączania odnosi się do maksymalnego prądu zwarciowego, jaki wyłącznik może przerwać. Zabezpieczenie przeciążeniowe zależy głównie od prądu znamionowego wyłącznika nadprądowego, charakterystyki wyzwalania i pojemności kabla.

Czy zmiana krzywej B na krzywą C zwiększa prąd znamionowy wyłącznika MCB?

Nie. Zarówno wyłączniki nadprądowe B16, jak i C16 mają prąd znamionowy 16 A. Ich zakresy natychmiastowego wyzwalania magnetycznego są różne.

Dlaczego wyłącznik nadmiarowoprądowy wyzwala się, gdy prąd obciążenia jest niższy od znamionowego?

Możliwe przyczyny to wysoka temperatura otoczenia, ciepło z sąsiednich wyłączników, krótkotrwały prąd udarowy, luźne połączenia, harmoniczne, przeciążenia okresowe lub awaria elektryczna.

Wniosek

Prawidłowy dobór wyłącznika MCB wymaga czegoś więcej niż tylko wybrania najbliższej wartości natężenia prądu.

Należy wziąć pod uwagę obciążenie obliczeniowe, pojemność kabla, warunki instalacji, krzywą zadziałania, zdolność wyłączania, napięcie, bieguny i obowiązujące normy.

Istotna relacja jest taka:

Ib ≤ In ≤ Iz

Prąd obciążenia nie może przekraczać wartości znamionowej wyłącznika nadprądowego (MCB), a wartość znamionowa wyłącznika nadprądowego (MCB) nie może przekraczać skorygowanej obciążalności prądowej kabla. Przestrzeganie tej zasady pomaga ograniczyć niepożądane wyzwalanie, zapewniając jednocześnie skuteczną ochronę kabli i obwodów.

Wszystkie ostateczne wybory dotyczące kabli i urządzeń zabezpieczających powinny zostać sprawdzone pod kątem zgodności z obowiązującymi przepisami lokalnymi, wymogami projektu i danymi producenta przez wykwalifikowanego elektryka.