Как производится расчет автоматического выключателя
Те времена, когда на электрических щитках квартир или частных домов можно было встретить традиционные керамические пробки, уже давно прошли. Сейчас повсеместно применяются автоматические выключатели новой конструкции – так называемые автоматы защиты.
Для чего предназначены эти устройства? Как правильно произвести расчет автоматического выключателя в каждом конкретном случае? Конечно, основная функция этих устройств заключается в защите электросети от коротких замыканий и перегрузок.
Автомат должен отключаться, когда нагрузка существенно превышает допустимую норму или при возникновении короткого замыкания, когда значительно возрастает электрический ток. Однако он должен пропускать ток и работать в нормальном режиме, если вы, например, одновременно включили стиральную машинку и электроутюг.
Что защищает автоматический выключатель
Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.
Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.
Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.
Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.
Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!
По каким токам производят расчет автоматов
Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?
Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.
Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.
Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.
Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.
Поэтому определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.
Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.
Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.
Расчет вводного автоматического выключателя
Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.
Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.
Определить величину тока можно по следующей формуле:
- Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
- U — напряжение сети, В (U=220 В).
Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.
После этого можно производить расчет автоматического выключателя для электропроводки данной группы. Помните, что автомат должен отключиться раньше, чем произойдет перегрев кабеля, поэтому номинал автомата выбираем ближайшее меньшее значение от расчетного тока.
Смотрим на величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимой величиной тока для провода с данным сечением. Если допустимый ток для кабеля меньше, чем номинальный ток, указанный на автомате, выбираем кабель с большим сечением.
Похожие материалы на сайте:
Понравилась статья — поделись с друзьями!
Расчет и выбор автомата по мощности и току
Автор Alexey На чтение 4 мин. Просмотров 2.6k. Опубликовано Обновлено
При проектировании электросети нового дома, для подключения новых мощных приборов, в процессе модернизации электрощита приходится осуществлять подбор автоматического выключателя для надёжной электрической безопасности.
Некоторые пользователи небрежно относятся к данной задаче, и могут не задумываясь подключить любой имеющийся автомат, лишь бы работало, или при выборе ориентируются по таким критериям: подешевле, чтоб не сильно по карману било, или по мощней, чтобы лишний раз не выбивало.
Очень часто такая халатность и незнание элементарных правил подбора номинала предохранительного устройства приводит к фатальным последствиям. Данная статья ознакомит с основными критериями защиты электропроводки от перегрузки и короткого замыкания, для возможности правильного подбора защитного автомата соответственно мощности потребления электроэнергии.
Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов
Автоматический выключатель при коротком замыкании срабатывает практически моментально благодаря электромагнитному расцепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение спустя некоторое время, которое можно узнать из графика время токовой характеристики.
Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции. Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.
Внешний вид трех полюсного автоматического выключателяПровода должны соответствовать нагрузке
Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.
Вроде всё правильно, но вдруг изоляция проводов начинает выделять характерный запах и дым, появляется пламя, а защита не срабатывает. Это может случиться, если параметры электропроводки не рассчитаны на такой ток.
Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.
Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.
кабель силовой NYMЗащитить самое слабое звено электропроводки
Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.
Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен защищать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с номинальным током, соответствующим токам подключаемых электроустановок, что опять же подразумевает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.
При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.
Расплавленная изоляция проводовРасчет номинала для выбора автомата
Допускаем, что проводка новая, надёжная, правильно рассчитанная, и соответствует всем требованиям. В этом случае выбор автоматического выключателя сводится к определению подходящего номинала из типичного ряда значений, исходя из расчетного тока нагрузки, который вычисляется по формуле:I=P/U,
где Р – суммарная мощность электроприборов.
Подразумевается активная нагрузка (освещение, электронагревательные элементы, бытовая техника). Такой расчет полностью подходит для домашней электросети в квартире.
Допустим расчет мощности произведён: Р=7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Выбираем подходящий автомат на 32А из ряда значений: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.
Данный номинал немного меньше расчётного, но ведь практически не бывает одновременного включения всех электроприборов в квартире. Также стоит учитывать, что на практике срабатывание автомата начинается со значения в 1,13 раза больше от номинального, из-за его времятоковой характеристики, то есть 32*1,13=36,16А.
Таблица подбора автомата по мощности
Для упрощения выбора защитного автомата существует таблица, где номиналы автоматов соответствуют мощности однофазной и трёхфазной нагрузки:
Таблица выбора автомата по токуНайденный по формуле в вышеприведённом примере номинал наиболее близок по значению мощности, которое указано в выделенной красном ячейке. Также, если вы хотите рассчитать ток для трехфазной сети, при выборе автомата, ознакомьтесь со статьей про расчет и выбор сечения провода
Подбор защитных автоматов для электрических установок
Подбор защитных автоматов для электрических установок (электродвигателей, трансформаторов) с реактивной нагрузкой, как правило, не производится по мощности. Номинал и тип время токовой характеристики автоматического выключателя подбирается соответственно рабочему и пусковому току, указанному в паспорте данного устройства.
Видео расчета номинального тока
Как правильно подобрать и рассчитать автоматический выключатель (простой расчет автомата).
Автоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее защиту электропроводки и потребителей (электрических приборов) от коротких замыканий и перенагрузки электросети. Бытует ошибочное мнение, что автоматический выключатель обеспечивает защиту электроприборов от неполадок в сети. Это чушь, тут скорее наоборот, автоматический выключатель защищает проводку от самих потребителей, ведь перенагрузку электросети создают сами потребители.
У каждого автоматического выключателя есть свои технические характеристики, но чтобы сделать правильный выбор автоматического выключателя, нужно понимать и учитывать всего три: это номинальный ток, класс автомата и отключающая способность.
Разберем их по порядку.
Номинальный ток In — это сила тока, которую может пропустить через себя автомат. При превышении номинального тока, происходит размыкание контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. По стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Самые распространенные автоматы с номинальным током в 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.
Класс автомата — это кратковременное значение силы тока, при котором автомат не срабатывает. Что это значит? Существует такое понятие как пусковой ток. Пусковой ток — это ток, который кратковременно потребляет электроприбор при запуске. Пусковой ток может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт, создается пусковой ток в 10-12 раз больше от рабочего. Это значит, что на протяжении нескольких секунд, лампочка будет потреблять не 0.27 А, а 2.7-3.3 А. Для того чтобы компенсировать пусковые токи и используются классы автоматов.
Существуют 3 класса автоматических выключателей:
- класс B (превышение пускового тока в 3-5 раз от номинального)
- класс C (превышение пускового тока в 5-10 раз от номинального)
- класс D (превышение пускового тока в 10-50 раз от номинального)
Самый оптимальный класс для жилых и коммерческих помещений — это C класс.
Отключающая способность — это предельное значение тока короткого замыкания, которое может выдержать автоматический выключатель без потери работоспособности. На нашем рынке распространенны автоматические выключатели с отключающей способностью в 4,5 кА (килоампер). Но в Европе такие автоматы к установке запрещены, там они должны быть минимум в 6 кА. Если посмотреть на практике, то вполне хватает и 4,5 кА, так как в быту ток короткого замыкания редко превышает 1 кА. Если хотите соответствия стандартам, то выбирайте автомат на 6 кА и больше, если хотите по экономней, то автомат на 4,5 кА самое то.
Расчет автоматического выключателя.
Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.
Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока.
Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.
Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U
P — общая мощность
U — напряжение в сети
Рассчитываем I=4030/220=18,31 А
Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.
Рассмотрим второй метод — подбор автомата по сечению проводки.
Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)
Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
Ток, А, для проводов, проложенных |
|||||
открыто |
в одной трубе |
|||||
двух одножильных |
трех одножильных |
четырех одножильных |
одного двухжильного |
одного трехжильного |
||
0,5 |
11 |
— |
— |
— |
— |
— |
0,75 |
15 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
17 |
16 |
15 |
14 |
15 |
14 |
1,5 |
23 |
19 |
17 |
16 |
18 |
15 |
2 |
26 |
24 |
22 |
20 |
23 |
19 |
2,5 |
30 |
27 |
25 |
25 |
25 |
21 |
3 |
34 |
32 |
28 |
26 |
28 |
24 |
4 |
41 |
38 |
35 |
30 |
32 |
27 |
5 |
46 |
42 |
39 |
34 |
37 |
31 |
6 |
50 |
46 |
42 |
40 |
40 |
34 |
8 |
62 |
54 |
51 |
46 |
48 |
43 |
10 |
80 |
70 |
60 |
50 |
55 |
50 |
Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
Ток, А, для проводов, проложенных |
|||||
открыто |
в одной трубе |
|||||
двух одножильных |
трех одножильных |
четырех одножильных |
одного двухжильного |
одного трехжильного |
||
2 |
21 |
19 |
18 |
15 |
17 |
14 |
2,5 |
24 |
20 |
19 |
19 |
19 |
16 |
3 |
27 |
24 |
22 |
21 |
22 |
18 |
4 |
32 |
28 |
28 |
23 |
25 |
21 |
5 |
36 |
32 |
30 |
27 |
28 |
24 |
6 |
39 |
36 |
32 |
30 |
31 |
26 |
8 |
46 |
43 |
40 |
37 |
38 |
32 |
10 |
60 |
50 |
47 |
39 |
42 |
38 |
Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм.кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.
Так же нужно помнить, если нужен автомат на розеточную группу, то брать выше 16 А нет смысла, так как розетки больше 16 А выдержать не могут, они просто начинают гореть. На освещение самый оптимальный на 10 А.
6 важных критериев выбора автоматического выключателя
Основное назначение автоматического выключателя – защита электропроводки от токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ) и перегрузок электросети. Если произойдет аварийная ситуация и по домашней проводке пройдет сверхток, изоляция кабеля мгновенно расплавится, а сама проводка вспыхнет, как бенгальские огни. Результат будет, как Вы понимаете, плачевный – возникновения пожара и что еще хуже – поражение электрическим током. Чтобы такого не произошло, в квартирном щитке нужно обязательно установить автомат (а лучше несколько) с подходящими характеристиками. О том, как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля и остальным техническим характеристикам, читайте дальше! Сразу же советуем обязательно просмотреть видео инструкцию, предоставленную ниже, в которой наглядно показывается методика расчета нужных параметров автоматики.
Содержание:
Основные критерии выбора
Недопустимые ошибки при покупке
Что защищает автоматический выключатель
Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.
Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.
Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.
Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.
Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!
Автомат вводной: особенности выбора и виды
При подаче электричества в квартиру на этажном электрощите могут быть установлены следующие аппараты коммутации ввода:
автоматический выключатель;
предохранители;
пакетный выключатель;
рубильник.
Вводной автомат (ВА) – это автоматический выключатель подачи электричества от питающей сети к объекту, если возникает перегрузка в цепи, или произошло короткое замыкание (КЗ). От перечисленных аппаратов он отличается большей величиной номинального тока. На фото изображен щит с расположенным в нем сверху вводным автоматом.
Щит с автоматическим выключателем
Правильнее называть устройство – вводный автоматический выключатель. Поскольку он ближе других устройств находится к воздушной линии, аппарат должен обладать повышенной коммутационной стойкостью (ПКС), характеризующей нормальное срабатывание устройства при возникновении КЗ (максимальный ток, при котором автоматический выключатель способен хотя бы однократно разомкнуть электрическую цепь). Показатель указывается на маркировке прибора.
Типы автоматов ввода
Подача электричества к объекту зависит от его потребностей и схемы электросети. При этом подбираются соответствующие типы автоматов.
Однополюсный
Вводный выключатель с одним полюсом применяется в электросети с одной фазой. Устройство подключается к питанию через клемму (1) сверху, а нижняя клемма (2) соединяется с отходящим проводом (рис. ниже).
Схема однополюсного автомата
Автомат с одним полюсом устанавливается в разрыв фазного провода и отключает его от нагрузки при возникновении аварийной ситуации (рис. ниже). По принципу действия он ничем не отличается от автоматов, установленных на отводящих линиях, но его номинал по току выше (40 А).
Схема вводного однополюсного автомата
Питающая фаза красного цвета подключается к нему, а затем – к счетчику, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод синего цвета проходит сразу на счетчик, а с него на шину N, затем подключается к каждой линии.
Автомат ввода, установленный перед счетчиком, должен быть опломбирован.
Вводной автомат защищает кабель ввода от перегрева. Если КЗ произойдет на одной из линий ответвлений от него, сработает ее автомат, а другая линия останется работоспособной. Подобная схема подключения позволяет быстро найти и устранить неисправность во внутренней сети.
Двухполюсный
Двухполюсник представляет собой блок с двумя полюсами. Они снабжены объединенным рычажком и имеют общую блокировку между механизмами отключения. Эта конструктивная особенность важна, так как ПУЭ запрещают производить разрыв нулевого провода.
Не допускается установка двух однополюсников вместо одного двухполюсника.
Вводной автомат с двумя полюсами применяется при однофазном вводе из-за особенностей схем подключения в домах старой постройки. В квартиру делается ответвление от стояка межэтажного электрощита однофазной двухпроводной линией. Жэковский электрик может случайно поменять местами провода, ведущие в квартиру. При этом нейтраль окажется на вводном однофазном автомате, а фаза – на нулевых шинах.
Чтобы обеспечить полную гарантию отключения, надо обесточить квартирный щиток с помощью двухполюсника. Кроме того, часто приходится менять пакетный выключатель в этажном щите. Здесь удобнее сразу поставить вместо него двухполюсный вводной автомат.
В квартиру нового дома идет сеть с фазой, нейтралью и заземлением со стандартной цветовой маркировкой. Здесь также не исключена возможность перепутывания проводов из-за низкой квалификации электрика или просто ошибки.
Еще одной причиной установки двухполюсника является замена пробок. На старых квартирных щитках еще остались пробки, которые установлены на фазе и на нуле. Схема соединений при этом остается прежней.
ПУЭ запрещают установку предохранителей в нулевых рабочих проводах.
Двухполюсник в данной ситуации установить удобнее, поскольку нет необходимости переделывать схему.
При подключении электричества к частному дому по схеме ТТ двухполюсник необходим, так как в такой системе возможно появления разности потенциалов между нейтральным и заземляющим проводом.
На рис. ниже изображена схема подключения электричества в квартиру с однофазным вводом через двухполюсный автомат.
Схема ввода с двухполюсным автоматом
Питающая фаза подается на него, а затем – на счетчик и на устройство противопожарного защитного заземления УЗО, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод проходит сразу на счетчик, с него на УЗО, шину N, а затем подключается к УЗО каждой линии. Нулевой проводник заземления зеленого цвета подключается сразу к шине PE, а с нее подходит к заземляющим контактам розеток №1 и №2.
Вводной автоматический выключатель защищает кабель ввода от перегрева и КЗ. Он также может сработать при КЗ на отдельной линии, если там неисправен другой автомат. Номиналы счетчика и противопожарного УЗО подбираются выше (50 А). В этом случае устройства будут также защищены вводным автоматом от перегрузок.
Трехполюсный
Устройство применяется для трехфазной сети, чтобы обеспечить одновременное отключение всех фаз при перегрузке или коротком замыкании внутренней сети.
К каждой клемме трехполюсника подключается по фазе. На рис. ниже изображены его внешний вид и схема, где для каждого контура существуют отдельные тепловой и электромагнитный расцепители, а также дугогасительная камера.
Трехполюсный автомат в шкафу и его схема
При подключении к частному дому вводной автоматический выключатель устанавливается перед электросчетчиком с защитой на 63 А (рис. ниже). После счетчика ставится УЗО на ток утечки 300 мА. Это связано с большой протяженностью электропроводки дома, где имеет место высокий фон утечки.
После УЗО осуществляется разделение линий от распределительных шин (2) и (4) к розеткам, освещению, а также отдельным группам (6) подачи напряжения в пристройки, трехфазным нагрузкам и другим мощным потребителям.
Трехфазная сеть частного дома
Расчет автомата ввода
Независимо от того, является автомат вводным или нет, его рассчитывают путем суммирования токов отходящих к нагрузкам линий. Для этого определяется мощность всех подключаемых потребителей. Номинал определяется для одновременного включения всех потребителей электроэнергии. По этому максимальному току подбирается ближайший номинал автомата из стандартного ряда в сторону уменьшения.
Какой телевизионный кабель лучше: особенности выбора
Мощность вводного автомата зависит от номинального тока. При трехфазном питании мощность определяется тем, как подключены нагрузки.
Требуется также определить количество аппаратов коммутации. На ввод требуется только один выключатель, а затем по одному на каждую линию.
На мощные приборы типа электрокотла, водонагревателя, духового шкафа необходимо установить отдельные автоматы. В щитке должно быть предусмотрено место для установки дополнительных автоматических выключателей.
Выбор ВА
Выбор устройства производится по нескольким параметрам:
Номинальный ток. Его превышение приведет к срабатыванию автомата от перегрузки. Подборка номинального тока производится по сечению подключенной проводки. Для нее определяют допустимый максимальный ток, а затем выбирают номинальный для автомата, предварительно уменьшив его на 10-15%!,(MISSING) приводя к стандартному ряду в сторону уменьшения.
Максимальный ток КЗ. Автомат выбирается по ПКС, которая должна быть равна ему или превышать. Если максимальный ток КЗ составляет 4500 А, подбирается автомат на 4,5 кА. Класс коммутации подбирается для освещения – В (Iпуск>Iном в 3-5 раз), для мощных нагрузок типа отопительного котла – С (Iпуск>Iном в 5-10 раз), для трехфазного двигателя большого станка или сварочного аппарата – D (Iпуск>Iном в 10-12 раз). Тогда защита будет надежной, без ложных срабатываний.
Установленная мощность.
Режим нейтрали – тип заземления. В большинстве случаев он представляет собой систему TN с разными вариантами (TN-C, TN-C-S, TN-S),
Величина линейного напряжения.
Частота тока.
Селективность. Номиналы автоматов подбираются по распределению нагрузок в линиях, например, автомат ввода – 40 А, электроплита – 32 А, другие мощные нагрузки – 25 А, освещение – 10 А, розетки – 10 А.
Схема питания. Автомат подбирается по количеству фаз: одно,- или двухполюсный для однофазной сети, трех,- или четырехполюсный для трехфазной.
Изготовитель. С целью повышения степени безопасности, автомат выбирается у известных производителей и в специализированных магазинах.
Количество полюсов для трехфазной сети равно четырем. При наличии только трехфазных нагрузок со схемой подключения треугольником, можно использовать трехполюсный автомат.
Выключатель на вводе должен отключать фазы и рабочий ноль, так как в случае утечки на одной из фаз на ноль существует вероятность удара током.
Трехполюсный автомат можно применять для однофазной сети: фаза и ноль подключаются к двум клеммам, а третья останется свободной.
Выбор вводного автомата в зависимости от типа заземления:
Система TN-S: подводящие нулевые защитный и рабочий провода разделены от подстанции до потребителя (рис. а ниже). Чтобы одновременно отключить фазы и ноль применяются двухполюсные или четырехполюсные вводные автоматы (в зависимости от количества фаз на вводе). Если они с одним или тремя полюсами, нейтраль проводится отдельно от автоматов.
Система TN-С: подводящие нулевые защитный и рабочий провода совмещены и проходят до потребителя через общий проводник (рис. б). Автомат устанавливается однополюсный или трехполюсный на фазные проводники, а ноль вводится через счетчик на шину N.
Схемы распространенных типов заземлений
Установка
Почему выбивает автомат в щитке
Автомат ввода устанавливается в щитке сверху, с левой стороны. Отводящие линии удобно монтировать сверху вниз. При малом количестве нагрузок он может быть однополюсным и подключаться через фазный провод. В таком случае полного разрыва питающей цепи не происходит.
Монтаж обычно производится на DIN-рейку, при отключении питания.
Видео про электрощит
Критерии для выбора номиналов автомата по параметрам
Ответ на вопрос, как скоммутировать вводной электрощит, можно получить из видео ниже.
Как показывает практика, подключение вводного автомата не является сложной работой. Важно правильно рассчитать его по мощности, продумать схему соединений и установить с учетом особенностей, приведенных в статье.
Источник: elquanta.ru
3
Электрические вводы для трёхфазной сети
В квартирах, оборудованных электрическими плитами, а также некоторых домах может быть проведена трёхфазная сеть. В качестве вводных устройств используют трёхполюсные или четырёхполюсные АВ. Трёхполюсник применятся для одновременного отключения всех фаз сети в случае возникновения короткого замыкания (КЗ) или перегрузки. К каждой клемме прибора подключается отдельная фаза. После ВА устанавливается счетчик, защита которого должна быть 63 А. Поскольку в доме электропроводка имеет большую длину, то существует большой риск утечки тока. С этой целью после счетчика устанавливается УЗО на ток утечки 300 мА.
Четырёхполюсные автоматы являются довольно редким вариантом для использования их в трёхфазной сети. Они используются в случае подвода четырёхпроводной электросети. Главным отличием его от трёхполюсного автомата является то, что здесь нулевой провод подводится к четвертому полюсу после подключения на первых трёх фазовых проводов. Дальнейшая схема распределения проводов происходит по аналогии с трёхполюсным вводным устройством. Часто можно встретить варианты применения четырёхполюсного автомата для подключения четырёх фаз. В этом случае при замыкании на одной из линий будут обесточиваться все четыре.
При выборе вводного автомата для трёхфазной сети нужно сложить все нагрузки, приходящиеся на каждую фазу в отдельности. Рабочий ток автомата подсчитать просто. Для этого полученную сумму в киловаттах умножают на 1,52 (коэффициент для напряжения 380 В). Номинальный же ток автомата должен быть выше рабочего, поэтому подбираем для него ближайшее значение. Это условие действует в случае одинаковой нагрузки на все три фазы. В случае если на какую-то из них приходится большая нагрузка, расчет ведут по максимальному значению, показатель которого в киловаттах умножается на коэффициент 4,55 (для напряжения 220 В).
Какие бывают автоматы защиты
Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.
Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).
В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.
Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.
Автоматы для однофазной сети
Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.
Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты
Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.
Как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры — Хозяин Дома
Вопрос о том, как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры или дачи встаёт перед нами не часто. Однако, когда возникает необходимость такого выбора, к решению этого вопроса нужно подходить со всей ответственностью.
Параметры автоматического выключателя должны соответствовать максимальной интенсивности электроэнергии в доме. Чем выше его значение, тем больше электрических устройств могут быть использованы одновременно.
При всём при этом безопасность людей, находящихся в доме, является приоритетом в любом случае. Какие нюансы необходимо учитывать при выборе?
Значение автоматических выключателей в электросистеме дома
Для защиты внутренней электропроводки здания, дома, дачи, квартиры от короткого замыкания, применяются автоматические выключатели, которые устанавливаются на каждую защищаемую линию в распределительном щите и на вводе в дом.
Номинал каждого автоматического выключателя в амперах зависит от разрешенной мощности для вводного автомата и от нагрузки в линии, перед который ставиться автомат, которая не может превышать мощности, которую может передавать кабель определенного сечения.
Учитывая все эти требования решение вопроса о выборе автоматического выключателя становится не совсем простым, но вполне выполнимым делом.
Выбор автоматического выключателя в зависимости от назначения
Правильное планирование и монтаж электрической системы в вашем доме или квартире предоставит комфортное и удобное освещение, а так же и стабильную и безопасную работу всего электрооборудования.
Приобретая автоматы для обеспечения экстренного отключения электропитания при превышении допустимой нагрузки в сети, следует обратить внимание на их качество и наличие сертификации или декларирования.
На этих элементах экономить не стоит.
Очень важно обеспечить установку автомата с соответствующей мощностью если вы прокладываете или меняете электропроводку в деревянном доме, как на объекте с повышенной потенциальной пожароопасностью.
Подбор основного вводного автомата
При подключении дома к электроснабжению, по проекту вам выдается разрешение на определенную мощность, которая определена в документах. При подключении к сети 220 В разрешенную мощность делим на 220 и получаем вводной ток, на который должен быть рассчитан автомат.
Выбор автоматического выключателя в зависимости от назначения: главный или линейный
Например, вам разрешили мощность 15 кВт. Находим разрешенный ток: 15000/220=68 А. Это означает, что вводной автомат можно ставить номиналом в 70 А и в щите все остальные автоматы должны быть рассчитаны на меньший ток срабатывания, для сохранения селективности отключения.
Читайте также Как найти распаечную коробку в квартире
Ещё один пример расчёта для разрешенной мощности 20 кВт: 20000/220=90,0 А.
Подбор автоматических выключателей на отдельные линии
В лучшем случае для дома, квартиры нужен проект, который должны делать специалисты. Если проекта нет, то при выборе автоматов можно руководствоваться простыми правилами, которые с большой вероятностью позволят вам сделать правильный выбор. Подбор нагрузки выключателей на отдельные линии осуществляется аналогично подбору главного выключателя.
Один из способов определить соответствующее значение главного выключателя в вашем доме, это суммирование мощности всех устройств, которые работают, или могут работать одновременно.
Это, как правило, холодильник, телевизор, посудомоечная машина, стиральная машина, компьютер. Кроме того, не забывайте об освещении, отопительном котле и водонагревателе. Таким же образом рассчитывайте нагрузку на линейные автоматы.
Ознакомьтесь с общими правилами подбора автоматов на отдельные линии:
Распределяйте нагрузку равномерно по комнатам, этажам. Желательно подключать каждую комнату или группу комнат на отдельный автомат
Сечение отходящих кабелей определяется нагрузкой и для большинства случаев будет достаточно кабеля 3х2,5, способного нести подключенную нагрузку до 5,9 кВт, а для его защиты устанавливать автомат не более 25А, а для большей надежности лучше ставить на 20А
При расчете нагрузки на одной линии, ее общая мощность не должна превышать мощность, которую может выдержать кабель.
Любой автомат в щите должен иметь меньший номинал по току, чем вводной автомат.
Для надежного срабатывания автоматов желательно сознательно уменьшать номинал автоматов и ставить на линии розеток автомат на 16А, на линии освещения 10А
Во время капитального ремонта квартиры или после новоселья, производиться монтаж новой электропроводки, с использованием медного кабеля, устанавливаются новые розетки и выключатели, подключаются электрические теплые полы и кондиционеры. Устанавливается новый электрический щит, счетчик и автоматические выключатели.
Каждая отдельная линия должна быть обеспечена автоматическим выключателем, который защищает её от перегрузки или короткого замыкания
Если щит собирает профессиональный электрик, которому можно доверять, то можно положиться на его опыт и знания.
Если монтаж электрооборудования производиться своими силами или нужна информация, для проверки работы электрика, то есть несложные рекомендации, без расчетов и формул, придерживаясь которых вы всегда сможете правильно выбрать автоматические выключатели для щита и кабель для квартиры.
Советы по выбору автоматического выключателя
Автомат защищает цепь от перегрузки и если на один питающий кабель вы подключите несколько мощных электроприборов, например электрочайник, стиральная машина, СВЧ печь и другие приборы, и суммарный ток будет выше, чем номинал автомата, он обесточит защищаемую цепь.
Автоматические выключатели на линии розеток нужно ставить на 16А, на линии освещения 10А. При этом вводной автомат должен иметь больший ток срабатывания, в данном случае 20А. Если вводной автомат стоит на 16А, то все остальные автоматические выключатели должны быть установлены на ток 10А и ниже.
Выбор автоматического выключателя по производителю
Не стоит экономить на автоматах, которые должны защищать вас от поражения электрическим током, а ваше имущество от пожара или неисправности. Нужно использовать только автоматы известных производителей.
Они могут стоить в 2-3 раза дороже, чем китайские или российские сделанные в Китае, но они обеспечивают уровень защиты в несколько десятков раз выше. Многие китайские автоматы после нескольких срабатываний могут вообще перестать реагировать на КЗ.
Нормальные автоматы способны сработать 10.000 раз, без потери надежности.
Вводной автоматический выключатель в квартиру
Перед счетчиком на кабеле ввода в квартиру стоит автомат. Его величина определена проектом электроснабжения и вы не имеете право ставить вместо него автоматический выключатель на больший ток. Вводной автомат защищает общедомовую сеть от перегрузок и короткого замыкания в вашей квартире. Увеличить номинал по току автомата, можно только по разрешению энергоснабжающей организации.
Выбор кабеля для прокладки электропроводки
По новым правилам, внутри жилых помещений, можно прокладывать новые кабели с жилами из меди.
Сечение жил в кабеле на розетки или на отдельную комнату, кухню или ванную комнату, нужно прокладывать 2,5 квадрата, например NYM 32,5 трех проводный кабель. На сеть освещения, в комнату или квартиру, берется кабель NYM 3х1,5.
Этим же кабелем делается разводка освещения по комнате. На стиральную машину достаточно кабеля NYM 32,5. Выбирать кабель меньшего сечения не целесообразно.
Источник: http://hozayindoma.ru/remont/kak-vybrat-avtomaticheskij-vyklyuchatel-dlya-doma-kvartiry.html
Основные критерии выбора
Итак, рассмотрим, как правильно подобрать наиболее важные параметры устройства для защиты проводки в доме и квартире.
Ток КЗ. Чтобы выбрать автоматический выключатель по току короткого замыкания, необходимо учитывать важное условие – правилами ПУЭ автоматы с наибольшей отключающей способностью менее 6 кА запрещаются. На сегодняшний день устройства могут иметь номиналы 3; 4,5; 6 и 10 кА. Если Ваш дом размещен рядом с трансформаторной подстанцией, нужно выбрать автоматический выключатель, срабатывающий при предельном коротком замыкании в 10 кА. В остальных случаях вполне достаточно подобрать коммутационный аппарат номиналом 6000 Амер.
Номинальный ток (рабочий). Следующий, не менее важный критерий выбора автомата для дома – по номинальному току. Данная характеристика отображает значение тока, свыше которого произойдет разъединение цепи и, соответственно, защита электропроводки от перегрузок. Чтобы выбрать подходящее значение (оно может быть 10, 16, 32, 40А и т.д.), необходимо опираться на сечение кабеля домашней проводки и мощность потребителей электроэнергии. Именно от того, насколько большой ток способны пропустить жилы через себя и в то же время, какая суммарная мощность всей бытовой техники, будет зависеть рабочий ток устройства коммутации. В данном случае для выбора подходящей характеристики автоматического выключателя рекомендуем сначала определить сечение кабеля в Вашем доме либо квартире, после чего руководствоваться данными таблицами:
Ток срабатывания. Одновременно с рабочим током автомата нужно подобрать его номинал по току срабатывания. Как Вы знаете, при включении мощных электроприборов пусковой ток может быть значительно Выше номинального (вплоть до 12 кратного значения). Чтобы автоматический выключатель не сработал, восприняв включение двигателя, как короткое замыкание, нужно правильно выбрать класс коммутационного аппарата. На сегодняшний день для бытового применения могут использоваться классы B, C и D. Для дома и квартиры лучше всего выбрать устройство класса B, если в кухне установлена газовая плита и нет мощных потребителей электроэнергии. Если установлена электроплита либо мощный электрический котел, лучше подобрать подходящий автомат класса C. Ну и если у Вас в частном доме задействованы электродвигатели большой мощности, необходимо осуществить выбор коммутационного аппарата с маркировкой «D».
Селективность. Данный термин подразумевает отключение в аварийной ситуации только определенного, проблемного участка, а не всей электроэнергии в доме. Тут уже нужно немного вникнуть в логическую цепочку и выбрать номиналы автоматических выключателей согласно обслуживающей линии. Вершину так называемого разветвления должен занимать вводной автомат, номинал которого не должен превышать максимально допустимую нагрузку на электропроводку, исходя из сечения провода. Номинальный ток вводного коммутационного аппарата должен превышать значение рабочего тока всех остальных, нижестоящих автоматических выключателей в щитке. Для частного дома рекомендуется на ввод выбрать аппарат на 40А, на электроплиту – 32А, на электроприборы до 5 кВт – 25А, розетки – 16А и освещение – 10А. При выборе такого варианта сборки распределительного щитка условие селективности будет удовлетворено.
Количество полюсов. Еще один, не менее важный критерий выбора, с которым, как правило, возникает меньше всего вопросов. Итак, для однофазной сети 220 Вольт на ввод рекомендуется выбрать двухполюсный однофазный автомат. На освещение и отдельно подключаемую бытовую технику (к примеру, стиральную машину, водонагреватель, кондиционер) нужно подобрать подходящий однополюсный автоматический выключатель. Если у Вас в доме трехфазная электросеть, на ввод купите четырехполюсный коммутационный аппарат. Ну и для защиты двигателя от сверхтоков нужно выбрать трехполюсный автомат на 380 Вольт.
Завод изготовитель. Очень важно правильно выбрать фирму автомата, иначе при покупке подделки далеко не факт, что указанные выше параметры по факту являются такими же. В результате, при токе КЗ электромагнитный расцепитель может не сработать и как следствие – пожар в доме. Чтобы такого не произошло рекомендуется осуществлять подбор коммутационных аппаратов и другой автоматики только от качественных фирм. Рейтинг лучших производителей автоматических выключателей мы предоставили в соответствующей статье!
Рекомендуем также просмотреть видео инструкцию, в которой предоставлены все необходимые таблицы и формулы для выбора автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля:
Как правильно подобрать подходящий номинал коммутационного аппарата для дома и квартиры?
Перечисленные критерии выбора автоматического выключателя являются основными, и первым делом обращайте внимание на данные параметры. Следует отметить, что экономить на автоматах очень глупо! Разница между качественным изделием (от производителя ABB либо Schneider Electric) и подделкой не слишком велика, если учитывать, что на кону стоит Ваш дом и, что более важно – жизнь!
По каким токам производят расчет автоматов
Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?
Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.
Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.
Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.
Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.
Поэтому определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.
Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.
Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.
Расчет вводного автоматического выключателя
Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.
Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.
Определить величину тока можно по следующей формуле:
Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В (U=220 В).
Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.
После этого можно производить расчет автоматического выключателя для электропроводки данной группы. Помните, что автомат должен отключиться раньше, чем произойдет перегрев кабеля, поэтому номинал автомата выбираем ближайшее меньшее значение от расчетного тока.
Смотрим на величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимой величиной тока для провода с данным сечением. Если допустимый ток для кабеля меньше, чем номинальный ток, указанный на автомате, выбираем кабель с большим сечением.
Похожие материалы на сайте:
Как работает автоматический выключатель
Понравилась статья — сохрани на стену!
Вводные автоматы и их выбор
Чем отличается автоматический защитный выключатель от вводного автомата? С технической точки зрения ничем. Это устройство, предназначенное для автоматического отключения электросетей в случае перегрузки и короткого замыкания. Разница лишь в назначении, и схеме подключения. Если обычный (групповой) автомат работает в рамках одной или нескольких линий, то вводное устройство отвечает за подключение (отключение) всего объекта, будь то промышленное предприятие или квартира (частный дом).
Внешне вводной защитный автомат выглядит как обычный выключатель.
Он может быть 1, 2, 3 или даже 4 полюсным, в зависимости от схемы электропитания вашего объекта.
Устройство и принцип работы
В компактном корпусе находится механизм включения: два контакта, подвижный и неподвижный. При переводе рукоятки взвода в рабочее положение, контакты замыкаются и механически фиксируются во включенном состоянии.
Цепь, по которой протекает электроток, последовательно включает в себя два защитных устройства. Одно срабатывает при превышении установленного порога по температуре и току (биметаллическая пластина), второе размыкает контакты при коротком замыкании, а точнее при значительном превышении значения тока (электромагнитный расцепитель).
Если сила тока постепенно превышает допустимую величину (указана на маркировке автомата), пластина нагревается и механически размыкает контакты. При возникновении короткого замыкания, ток возрастает лавинообразно, и приводит в действие электромагнитный расцепитель. Для многополюсных автоматов достаточно превышения параметров хотя бы по одной линии. Отключится весь пакет контактов.
Во всех случаях срабатывания защиты, после исчезновения опасности автоматический выключатель не возвращается в исходное состояние. Для включения требуется человек.
Как выбрать автомат по величине силы тока
Мы уже знаем, что через этот выключатель будет протекать весь электроток для питания объекта. По закону Ома ясно, что нагрузка должна суммироваться исходя из всех потребителей в доме (квартире). Вычислить это значение довольно просто.
Совет: не обязательно рассчитывать потребление энергии, суммируя мощность всех электроприборов.
Конечно, вы можете одновременно включить бойлер, электродуховку, кондиционер и утюг. Но для такого «праздника жизни» потребуется мощная электропроводка. Да и технические условия под такую входную мощность обойдутся существенно дороже. У энергоснабжающих организаций, тарифы за согласование подключения растут в линейной зависимости от количества киловатт.
Для типовой квартиры можно предположить одновременную работу холодильника, телевизора, компьютера, кондиционера. В дополнение к ним допустимо включить один из мощных приборов: бойлер, духовку или утюг. То есть, суммарная мощность электроприборов не превысит 3 кВт. Освещение в расчет не берем, сегодня в каждом жилище установлены экономные лампы.
Это интересно: если вернуться на 20–30 лет назад, когда в каждой люстре были только лампы накаливания, двухкомнатная квартира при полном освещении могла расходовать 500–700 Вт только на свет.
Обычно, для запаса по мощности (возможны форс-мажорные обстоятельства), к расчетам добавляют 20–30%! (MISSING)Если вы забудете выключить бойлер, и начнете пользоваться утюгом при работающем кондиционере, не придется бежать к электрощитку для восстановления энергоснабжения. Получается: 4 кВт делим на 220 В (по закону Ома), потребляемый ток 18 А. Ближайший защитный автомат номиналом 20 А.
Для справки: большинство производителей электротехнических изделий, выпускают защитные автоматы следующих номиналов по току срабатывания:
2 А, 4 А, 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А …
Маркировка есть в паспорте изделия, и обязательно на корпусе.
При более точном подборе устройства, особенно при использовании совместно с нестандартной нагрузкой (двигатели или другая нагрузка со значительными пусковыми токами) необходимо делать выбор не только по номинальному току, но и времятоковой характеристике.
Например, вводной автомат, приведенный ниже на картинке имеет номинальный ток 16А и характеристику типа «C» (разновидность «C» хорошо подходит для обычной стандартной нагрузки — наших квартир).
Подробнее о времятоковой характеристике расскажем далее.
Более высокие токи нас не интересуют, это превышает мощность 15 кВт. Такое подключение в квартиру вам никто не согласует. Обычно квартирный ввод ограничен автоматами с оком срабатывания порядка 32 А.
Для частного дома показатели могут быть выше. В расчет идет увеличенная жилая площадь, наличие хозяйственных построек с энергоснабжением, гараж, мастерская, мощные электроинструменты. Вводный автомат для подачи питания в частный дом обычно имеет ток срабатывания 50 А или 63 А.
Какие еще параметры важны при выборе
Количество полюсов
Для простоты восприятия, вынесем за скобки трехфазные выключатели. Выбираем между 1 и 2 полюсными конструкциями. С точки зрения Правил устройства электроустановок (ПУЭ), разницы нет. Но те же правила подразумевают качественную организацию заземления или зануления. А если возникнет проблема с появлением фазы на нуле (к сожалению, в старом жилом фонде это реально), то лучше будет полностью отключить вашу квартиру от линий электропередач. Поэтому, если вы можете выбрать какой вводной автомат устанавливать — возьмите двухполюсный.
Важно: такое подключение целесообразно для системы заземления TN-S. Если у вас в доме организована схема TN-C, можно устанавливать однополюсный автомат.
Время — токовая характеристика
Существуют разные типы кривых времятоковых характеристик, обозначаются они латинскими буквами: A, B, C, D… Начиная с A и далее происходит постепенное загрубление чувствительности устройства. Например, тип «B» означает срабатывание электромагнитного расцепителя при 3–4 кратном превышении тока, тип «C» при 5–7 кратном, «D» при 10-ти кратном. Тепловой расцепитель будет срабатывать одинаковым образом у разных типов времятоковых характеристик.
Более точные данные всегда необходимо получать из документации производителя на каждое конкретное изделие, например, для вводных автоматов BA47-29 характеристики срабатывания следующие:
Пример графиков для BA47-29 с характеристиками (типами) B, C, D приведены ниже на картинке, зависимости для других типов можно найти на официальных сайтах производителей.
Выбор того или иного типа обусловлен видом подключаемой нагрузки, а точнее ее способностью потреблять ток скачкообразно. Например, у двигателей пусковой ток превышает номинальный в несколько раз, и в зависимости от их разновидностей могут применяться устройства типа «C» или «D». Тип «B» рекомендован при нагрузках, не имеющих значительных пусковых токов.Также, использование типов с уменьшенной чувствительностью срабатывания имеет смысл для увеличения вероятности срабатывания нижестоящих групп автоматических выключателей.
Номинальный ток
Основная характеристика, по которой и происходит, в основном, выбор устройства. Тем не менее, как мы убедились в предыдущем разделе, необходимо учитывать и времятоковую характеристику, так как реальный ток срабатывания зависит одновременно как от номинального тока, так и от типа характеристики. В ранее приведенных таблицах номинальный ток обозначен как In. Теоретически, при отсутствии пусковых токов, нагрузка, потребляющая ток, равный номинальному не должна приводить к срабатыванию (отключению) устройства.
Способ крепления
На сегодняшний день, альтернативы нет. Это выключатели, которые устанавливаются на DIN рейку. Никакого прямого прикручивания на стену или корпус щитка. Только монтаж на DIN фиксаторы. Однако, при использовании специальных аксессуаров возможны и другие типы крепления.
Прибор может быть в отдельном корпусе, или установлен в общий щит — это неважно. Главное, обеспечить свободный доступ для владельца. Важный момент: опломбировка вводного автомата. Есть множество способов ограничить доступ к контактам (для исключения несанкционированного подключения). Можно установить заглушки на отверстия для затяжки винтов на контактах.
Или просто поставить пломбы на крышки, закрывающие контактные группы.Главное, чтобы после опломбирования можно было беспрепятственно включать и выключать энергоснабжения.Что по этому поводу думает энергосбыт
Допустим, вы организовали образцовую электропроводку в доме, рассчитали с точностью до ампера каждого потребителя, и хотите получить на входе определенную нагрузку по току. А при обращении к энергетикам, вы получили отказ. Следует знать, что компанию энергосбыта не интересует, какой вводной автомат выбираете вы. У них есть лимиты на подводящую электрическую линию, или ближайшую трансформаторную подстанцию. И превысить эти нормативы никто не имеет права: иначе не будет возможности подключать следующих желающих, или вся линия будет работать в режиме постоянных перегрузок.
Поэтому перед тем, как планировать схему энергоснабжения своего жилища, посетите организацию, которая будет поставлять вам электричество.
Вы хотите изменить параметры вводного выключателя (если его выбивает)
Одна из причин — у вас постоянно выбивает вводной автомат одновременно с внутренним, в распределительном щитке. Причем раньше этого не было. Почему так происходит? На домашнем щитке есть выключатели с аналогичным значением по максимальной силе тока. Например, у вас в подъезде стоял керамический предохранитель на 25 А (дома старой постройки). После ремонта его заменили на современный автомат 20 А. И распределительные выключатели в квартире имеют такой же номинал. Казалось бы, проще заменить автомат на входе, и все встанет на свои места. Однако это чревато штрафом от энергоснабжающей компании.
Придется переделывать домашний щиток, и устанавливать групповые автоматы с меньшим значением.
Схема включения вводного автомата
Помимо основной задачи (обеспечение электробезопасности), входной выключатель предназначен для отключения потребителя от энергоснабжения для проведения работ. Например, обслуживание прибора учета. Поэтому, в большинстве случаев автомат устанавливается перед электросчетчиком.
Это зона ответственности электриков, сюда хозяин квартиры (домовладения) не имеет права вмешиваться. Для многоквартирных домов — это подъездный щит, для частного дома — столб, забор, или наружная стена домовладения. Такая схема применяется на 90%!о(MISSING)бъектов жилого фонда. Между опломбированным вводным автоматом, и прибором учета (на котором также стоят пломбы), доступа для несанкционированного подключения нет. Это сделано для предотвращения незаконного отбора электроэнергии. Многие домовладельцы устанавливают дублирующий вводной автомат, для удобства обслуживания и ремонта распределительного щитка. Он подключается между счетчиком энергии и групповыми автоматами, и монтируется внутри щитка квартиры (домовладения).
Как правильно подобрать автомат дублер?
Оптимальное решение — сила тока защиты должна быть меньше, чем на вводном устройстве, и больше, чем в групповых выключателях. Например, на входе установлен автомат на 32 А, а групповые автоматы на 20 А. Значит дублер должен срабатывать при токе нагрузки 25 А. Если такого соотношения невозможно добиться, токовая отсечка дублера должна соответствовать вводному автомату. В этом случае он просто выполняет роль размыкающего устройства (для проведения работ). А при аварийной ситуации — он будет срабатывать одновременно с входным устройством.
Видео по теме
Источник: ProFazu.ru
2
Двухполюсный автомат ввода – стандартное решение для типовых квартир
При перепадах напряжения и с целью защиты собственного жилища в настоящее время для однофазной сети используют вводной автомат на 25А, 32А либо 50А. По своей сути двухполюсник – так ещё называют двухполюсный автомат – представляет собой конструкцию двух объединенных между собой однополюсных автоматов, имеющих единый рычаг отключения и общую блокировку между механизмами отключения. Почему у него такая конструкция? Дело в том, что Правила электрических установок, которыми руководствуются при работе с электроэнергией, запрещают разрыв нулевого провода. Двухполюсники монтируются и на фазу, и на ноль, а при срабатывании происходит полное обесточивание.
Важно! Запрещена установка двух однополюсных вводных устройств вместо одного двухполюсника.
Двухполюсный автомат – это, по сути, два объединенных между собой однополюсных с единым рычагом отключения
Двухполюсные автоматы применяют при замене проводки в старом жилом фонде. Там, как правило, идет двухпроводная электропроводка, состоящая из фазы и нуля. Заземление в ней отсутствует. В новом жилищном фонде также распространена установка двухполюсников для отключения всей квартиры. Дело в том, что по причине низкой квалификации электриков или при самостоятельной установке вводного автомата существует вероятность неправильного подключения ввода. Иногда провода могут быть перепутаны, что не исключает поражения электрическим током при отключении лишь автомата, идущего на определенную линию проводки в квартире. С применением двухполюсника такой вариант отпадает.
Подключение двухполюсного устройства ввода происходит путем подачи на него фазы, которая от него отходит на счетчик, а затем на устройство защитного отключения. После этого фаза распределяется на установленные автоматические выключатели. Нейтральный провод подключается на второй полюс, затем заходит на счетчик, после чего идет на УЗО каждой отдельной линии. Заземление идет напрямую к шине РЕ (Protect Earth), а затем уже на точки, установленные в квартире. К двухполюснику он никак не подключается. При таком подключении вводной автомат будет срабатывать не только при проблемах на линии ввода, но и в случае проблем на отдельно взятой линии в квартирной проводке, если автомат, стоящий на ней, по каким-то причинам вышел из строя.
Тип электромагнитного расцепителя
Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.
Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.
Есть три самых ходовых типа:
B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
C — если он превышен в 5-10 раз;
D — если больше в 10-20 раз.
Класс автомата или тока отсечки
С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:
С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.
То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.
Квартирный щиток. Замена автоматов и установка УЗО
Квартирный щиток, как заменить автоматы и установить в квартирном щитке УЗО? В предыдущей статье я заменил в квартирном щитке счетчик СО-505 на счетчик Меркурий 201. Теперь нужно заменить автоматы и установить УЗО в квартирный щиток, сделать это необходимо по нескольким причинам. Ниже на фото показан квартирный щиток и схема щитка от застройщика на момент сдачи дома.
Зачем надо менять в квартирном щитке автоматы и установливать УЗО?Потому что квартирный щиток собран застройщиком с грубыми нарушениями, а именно:
во-первых — сечение вводного провода ППВ (в простонародье называемого «лапшой»), который с этажного щитка приходит в квартирный щиток, составляет 4 кв.мм.
и на такой провод для его защиты, устанавливается вводной автомат на 25А не более, а застройщик поставил в квартирный щиток вводной автомат на 40А, т.е. получается, что в случае высокой нагрузки в квартире, наш вводной провод расплавится, а автомат на 40А не отключится.
Поэтому в квартирный щиток необходимо установить вводной автомат на 25А для защиты провода ППВ 4 кв.мм.;
во-вторых — отходящие автоматы в квартирном щитке установлены на 25А, что также является грубым нарушением.
Потому что все бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16А, да и то, если эти розетки от качественных производителей, а если Турция или Китай, то там и 16А не будет.
Свет и розетки в квартире подключены проводом ППВ 3х2,5, один провод от автомата 25А в квартирном щитке идет и на свет и на розетки. Установим в квартирный щиток автоматы с номинальным током 16А, чтобы не расплавились наши розетки;
в третьих — выкинем все китайские автоматы IEK, и установим в квартирный щиток более надежные автоматы ABB «домашней» серии SH 200;
в четвертых — установим в квартирный щиток УЗО от ABB «домашней» серии FH 202 с номинальным током на 40А, на ступень выше, чем вводной автомат на 25А. УЗО у известных брендов ABB, Schneider Electric, Legrand на 32А не бывает.
Отмечу, что в этажном щитке УЗО 50А с током утечки в 30 мА у нас было установлено, но опять же — это Sassin из Китая, которому не стоит доверять свою жизнь.
Но убирать мы китайское УЗО в этажном щитке не будем, оставим его в качестве дополнительной дифзащиты.
Т.к. в квартирный щиток мы добавляем УЗО, то схема квартирного щитка относительно первоначальной схемы щитка от застройщика поменяется.
Квартирный щиток. Схема.Приступим к замене автоматов и УЗО в квартирном щитке. Первое, что нужно сделать — это отключить вводной автомат и УЗО в этажном щитке.
Затем откручиваем металлическую панель (пластрон) в квартирном щитке и «помечаем» изолентой провода, синей — рабочий ноль N , желто-зеленой — защитный PE, фазный провод не трогаем, он у нас остается белым. Можно нанести маркировку и обычной ручкой или маркером, но нужно осторожнее обращаться с проводами, чтобы не затереть надписи.
Провода у нас все белые (застройщик, как обычно это бывает, экономит на всём) и легко перепутать или забыть, где в квартирном щитке у нас фаза, где ноль, а где защитный проводник.
После этого можно открутить провода из автоматов. Нулевой рабочий и защитный проводники отходящих линий в квартиру можно и не трогать, т.к. автоматы у нас будут однополюсные. Первым в квартирный щиток устанавливаем на дин-рейку и подключаем вводной автомат ABB на 25А. Провод ППВ 4 кв.мм. у нас моножильный, поэтому обжимать его втулочным наконечником НШВИ не нужно.
Далее в квартирный щиток устанавливаем и подключаем согласно схемы УЗО ABB на 40А с током утечки 30 мА. УЗО в квартирном щитке подключаем многопроволочным проводом ПВ-3, концы которого обжаты втулочными наконечниками НШВИ серого цвета для 4 кв.мм.
Устанавливаем на дин-рейку в квартирный щиток однополюсные (одномодульные) автоматы ABB SH 201 на 16А
Однополюсные автоматы в квартирном щитке подключим гребенкой, которая у нас осталась после демонтажа автоматов IEK.
Следует обратить внимание, чтобы гребенка подходила, т.к. бывает, что автоматы и гребенки от разных автоматов плохо стыкуются между собой.
Гребенка установлена не совсем ровно, т.к. фото было сделано, еще до затяжки контактов автоматов.
Подключаем фазные провода, отходящих линий к однополюсным автоматам в квартирном щитке.
Проверяем затяжку контактов автоматов и УЗО. Подаем напряжение в квартирный щиток включив УЗО в этажном щитке. Включаем вводной автомат 25А, проверяем работу УЗО нажатием кнопки «ТЕСТ», оно должно отключиться. Далее подаем напряжение потребителям в квартире, включив однополюсные автоматы.
Если все у нас работает, свет горит, значит закрываем автоматы и УЗО в квартирном щитке металлической панелью и наклеиваем в квартирный щиток обозначения автоматов и УЗО.
Ну вот собственно и всё, мы установили и подключили в квартирный щиток автоматы и УЗО ABB. Думаю, что каждому необходимо провести ревизию квартирного и этажного щитков, и при необходимости устранить ошибки, ведь от этого зависит прежде всего электробезопасность вашей семьи, дома или квартиры.
Спасибо за внимание.
Запись опубликована в рубрике Электрика с метками Автоматы, УЗО. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Источник: https://elektroschyt.ru/kvartirnyj-shhitok/
Источники:
- https://samelectrik.ru/6-vazhnyx-kriteriev-vybora-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
- https://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/raschet-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
- https://derevyannie-doma.com/instruktsii/avtomat-vvodnoy-osobennosti-vybora-vvodnogo-avtomata.html
- http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/elektrichestvo/elektroschetchiki/vvodnoj-avtomat.html
- https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata
- http://stroim42.ru/2018/09/07/какой-вводной-автомат-поставить-на-кв/
Выбор автоматического выключателя — правила выбора автоматического выключателя по мощности
Автоматические выключатели предназначены для защиты электропроводки от перегрузок и короткого замыкания. Ошибочно полагать, что при выборе электроприбора нужно руководствоваться показателями нагрузки на сеть. Автомат защищает именно кабели и провода, а не подключенную бытовую технику.
При повышении нагрузки на электрическую сеть возрастает сила тока, из-за которой начинают греться провода, и происходит оплавление изоляции. В этот момент срабатывает автоматический выключатель. Ток перестает поступать на данный участок цепи, т.к. электроприбор ее размыкает. Автоматические выключатели ставят на вводе.
Типы автоматов
Типы автоматических выключателей различают по расцепителям. Расцепитель – это конструктивный элемент автомата, на который возложена основная функция по разрыву электросети в случае увеличения напряжения.
- Электромагнитные расцепители – моментальное реагирование и срабатывание автомата. Принцип работы: при увеличении силы тока сердечник в сотые доли секунды втягивается, тем самым напрягая пружину, которая заставляет срабатывать расцепители
- Тепловые биметаллические расцепители – разрыв сети происходит, только если нарушаются предельные значения параметров кабеля. Принцип действия заключается в изгибе пластины при ее нагреве. Она толкает рычаг в автомате, и он отключается
- Полупроводниковые расцепители – используют на сети переменного/постоянного тока на вводе. Работу по разрыву линии осуществляет блок реле трансформатора
Характеристики чувствительности к перегрузкам
Для начала нужно обратить внимание на основные характеристики срабатывания:
- Характеристика А – для электропроводки с особо чувствительным оборудованием. Расчет на мгновенную реакцию автомата на перегрузку
- Характеристика В – для защиты электропроводки (розетки и освещение) от нагрузки в жилых домах. Небольшая задержка в срабатывании автомата при увеличении силы тока в 3-5 раз от номинального значения
- Характеристика С – для защиты электропроводки от нагрузки в жилых домах и для сетей с большим пусковым током. Наиболее распространенная характеристика. Автомат не реагирует на небольшие скачки напряжения, а срабатывает только при серьезных перегрузках – увеличении силы тока в 5-10 раз от номинального значения
- Характеристика D – для защиты электропроводки от нагрузки с большим пусковым током. Устанавливают на вводе для контроля электрической сети всего здания. Отключает сеть при увеличении тока в 10-50 раз от номинального значения
Выбор автомата по количеству полюсов
В зависимости от цели применения автомата выбирают количество полюсов автомата:
- Однополюсный – для защиты освещения и розеток
- Двухполюсный – для защиты мощной бытовой техники (стиральная машина, электрическая плита и т.д.)
- Трехполюсный – для защиты генераторов, скважинных насосов и т.д.
- Четырехполюсный – для защиты четырехпроводной сети
Выбор автомата по мощности
Выбор автоматического выключателя осуществляется по номинальному току. Для его расчета нужно использовать общепринятую формулу:
I = P / U
Где: I – это величина тока
P – мощность всех электроприборов в Вт
U – напряжение в сети в В (обычно 220В)
Чтобы рассчитать мощность электроприборов, показатель кВт нужно перевести в Вт.
Помимо выбора автоматического выключателя по мощности необходимо учитывать расчет максимального рабочего тока. Номинальный ток должен быть больше или равен максимальному. Для расчета нужно суммировать мощность всех приборов и разделить ее на напряжение в сети, умноженное на понижающий коэффициент.
В зависимости от типа проводки расчет предельных значений:
- Для алюминиевых проводов – до 6А на 1 квадратный миллиметр
- Для медных проводов – до 10А на 1 квадратный миллиметр
При установке автоматического выключателя нужно еще учитывать и повышающие коэффициенты. Они рассчитываются от количества потребителей электроэнергии:
- Количество потребителей 2 -0,8
- Количество потребителей 3 – 0,75
- Больше 5 потребителей – 0,7
Помимо повышающих, для расчета используют и понижающие коэффициенты: отличие суммарной и потребляемой мощности. Значение 1 – для одновременного подключения нескольких бытовых приборов и 0,75 – если бытовые приборы есть, но из-за отсутствия розеток одновременно их включить нельзя.
После расчета нужно сверить по таблице максимально допустимое значение тока для проводника:
Сечение жилы, мм2 | Для меди | Для алюминия |
0,75 | 11 | 8 |
1 | 15 | 11 |
1,5 | 17 | 13 |
2,5 | 25 | 19 |
4 | 35 | 28 |
6 | 42 | 32 |
10 | 60 | 47 |
16 | 80 | 60 |
Основные правила выбора автоматов
Есть ряд рекомендаций, которые помогут сделать выбор автоматического выключателя.
- Покупать автомат нужно в специализированных магазинах
- При выборе производителя отдавать предпочтение наиболее известному и надежному
- Нельзя приобретать автоматы с поврежденным корпусом
- Выбор автомата должен соответствовать параметрам электропроводки после расчета мощности
- Для старой электропроводки, в которой были использованы алюминиевые провода, можно использовать автомат не больше 16А, либо два по 16А при наличии двух отходящих проводов. Включать одновременно несколько видов бытовой техники нельзя
Замена и установка автоматов Красноярск, Замена и установка автоматических выключателей Красноярск , Ремонт и сборка электрощитов Красноярск , Замена пакетников Красноярск , Замена электросчетчиков Красноярск
Современные перегрузки электросети колоссальны. Количество электрических приборов в наших домах переходит все разумные пределы, траты на электроэнергию составляют очень большую статью расхода современного жителя мегаполиса. Мы не можем себе представить жизни без холодильника, телевизора , компьютера, электрочайника, фена, кофемолки, пылесоса и т.д. Чтобы напряжение в сети не зашкалило, не произошло замыкание и другие последствия перегрузки электросети, создано специальное оборудование.
Автоматические выключатели — специальные аппараты, которые способны включать и отключать электроток при нормальном состоянии электрической цепи, а также производить отключение тока в ситуациях, когда это необходимо. Основное предназначение автоматических выключателей состоит в защите кабелей и проводов от короткого замыкания и перегрузки. Но также автоматические выключатели выполняют функцию управления током в электроцепи. Изменения напряжения, частоты и силы электрического тока четко фиксируются специальным прибором. Это происходит следующим образом. При перегрузке электрической сети (при более номинальном токе) срабатывает тепловое реле и автомат отключается. Это происходит настолько быстро, насколько значение протекающего тока было выше номинального.
К выбору автоматического выключателя стоит отнестись внимательно и осторожно. Стоит помнить, что проводка в обычной квартире выполнена алюминием толщиной 2,5 мм, а вот проводка стояков почти в 2 раза толще- 4 мм. Продавцы магазинов часто советуют брать автомат в 25 А , чтобы при включенном обилии бытовой техники его не выбивало. Однако не стоит при этом забывать об основном предназначении автоматических выключателей — защита сети от перегрузок.
Первый важный критерий выбора автоматического выключателя — это номинальный ток. Он обычно определяется нагрузкой, которой будет подвержена цепь. Также важными параметрами являются выключающая способность, характеристика и класс селективности.
Автоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее защиту электропроводки и потребителей (электрических приборов) от коротких замыканий и перенагрузки электросети. Бытует ошибочное мнение, что автоматический выключатель обеспечивает защиту электроприборов от неполадок в сети. Это чушь, тут скорее наоборот, автоматический выключатель защищает проводку от самих потребителей, ведь перенагрузку электросети создают сами потребители.
У каждого автоматического выключателя есть свои технические характеристики, но чтобы сделать правильный выбор автоматического выключателя, нужно понимать и учитывать всего три: это номинальный ток, класс автомата и отключающая способность
Разберем их по порядку.
Номинальный ток
— это сила тока, которую может пропустить через себя автомат. При превышении номинального тока, происходит размыкание контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. По стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Самые распространенные автоматы с номинальным током в 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.
Класс автомата
— это кратковременное значение силы тока, при котором автомат не срабатывает. Что это значит? Существует такое понятие как пусковой ток. Пусковой ток — это ток, который кратковременно потребляет электроприбор при запуске. Пусковой ток может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт, создается пусковой ток в 10-12 раз больше от рабочего. Это значит, что на протяжении нескольких секунд, лампочка будет потреблять не 0.27 А, а 2.7-3.3 А.
Для того чтобы компенсировать пусковые токи и используются классы автоматов .
Существуют 3 класса автоматических выключателей: (превышение пускового тока в 3-5 раз от номинального)
(превышение пускового тока в 5-10 раз от номинального)
(превышение пускового тока в 10-50 раз от номинального)
Самый оптимальный класс для жилых и коммерческих помещений — это C класс.
Отключающая способность
— это предельное значение тока короткого замыкания, которое может выдержать автоматический выключатель без потери работоспособности. На нашем рынке распространенны автоматические выключатели с отключающей способностью в 4,5 кА (килоампер). Но в Европе такие автоматы к установке запрещены, там они должны быть минимум в 6 кА. Если посмотреть на практике, то вполне хватает и 4,5 кА, так как в быту ток короткого замыкания редко превышает 1 кА. Если хотите соответствия стандартам, то выбирайте автомат на 6 кА и больше, если хотите по экономней, то автомат на 4,5 кА самое то.
Расчет автоматического выключателя.
Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.
Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока
Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.
Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U
P — общая мощность
U — напряжение в сети Рассчитываем I=4030/220=18,31 А
Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.
Рассмотрим второй метод — подбор автомата по <сечению проводки.
Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)
Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм.кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.
Так же нужно помнить, если нужен автомат на розеточную группу, то брать выше 16 А нет смысла, так как розетки больше 16 А выдержать не могут, они просто начинают гореть. На освещение самый оптимальный на 10 А.
Пример расчета для электрощитка / Хабр
Домашняя электросеть Part Deux
В этой статье я хочу привести пример выбора оборудования для щитка в квартире, условное продолжение
предыдущей статьи(некоторые теоретические моменты были там рассказаны более полно). Потому такой подзаголовок.
Исходные данные
Так как есть, по сути, множество возможных условий, то здесь я введу ряд ограничений, чтобы пример был более конкретный. Кому-то может повезти больше, кому-то меньше, но такова жизнь.
Итак, имеется однофазное электроснабжение, в щитке установлен счетчик с номинальным током 50 А. Энергокомпания разрешает максимальную мощность входного устройства с защитой от перегрузок 40 А. Вся проводка меняется полностью. Заменить проводку можно от исходных клемм счетчика (для этого следует вызывать монтера для снятия пломб). Если дом нормально спроектирован и построен, то уже от счетчика до щитка проложено что-то нормальное, вроде 4 мм² меди.
Как и в предыдущей статье, я исхожу из напряжения согласно нормам МЭК в 230 В.
Потребление
Важно определить, что будет потреблять и какие токи могут ожидаться. Для этого нужно составить список потребителей с их максимальным потреблением для определения сечения кабеля. Нужно понимать, что максимальная мощность подключения в приведенном выше случае составит всего 9200 Вт, потому одновременно включать все в электроплите (от 8800 до 10200 Вт) и потом еще утюг (до 2400 Вт) и пылесос (900-2000 Вт) не стоит. Здесь необходимо соблюдать баланс между удобством и возможностью и чем-то жертвовать.
В принципе нужно понимать, что как работает и с какой мощностью. Та же стиральная машина потребляет полную мощность первые 15-20 минут, пока идет нагрев воды и полоскание с порошком, далее мощность составляет 10-15% от заданной в паспорте. Так как это все очень индивидуально, то примем следующее для дальнейших расчетов крупных потребителей (из собственного опыта):
- стиральная машина 2300 Вт (загрузка 6 кг, новые модели)
- плита 9200 Вт
- электрочайник 2000 Вт
- утюг 2400 Вт
- пылесос 1600 Вт
Это было то, что касалось нагрузки. Теперь перейдем к токам короткого замыкания.
Токи короткого замыкания
Щиток
Как я упоминал в предыдущей статье, расчет покажет какую-то величину, которая в реальной жизни малоприменима, особенно, если сети, к которым подключен дом, уже не новые. В любом случае для получения данных, от которых можно отталкиваться для расчета, являются измерения. Существуют специальные устройства, которые по сути своей включаются в розетку и измеряют сопротивление сети до этой точки. Также устройство показывает расчетное значение тока короткого замыкания в месте измерения, но данную величину можно всего лишь использовать для общей оценки, так как она высчитывается исходя из текущих параметров (например, напряжения в сети). Потому за основу следует брать только измеренное сопротивление.
Само же измерение также не является окончательным ответом, так как токи короткого могут изменяться вследствие модификаций в сети, вроде ремонтов или замен оборудования, или изменения режимов в сетях среднего напряжения. Потому измеренной значение следует «ухудшить», чтобы гарантировать защиту даже на потом.
Есть ряд факторов, которые можно учесть, пересчитав измеренную величину.
Во-первых, измерение проходит в нормальных условиях, а при коротком замыкании провода разогреваются и из-за этого увеличивается их электрическое сопротивление.
Во-вторых, есть погрешность измерений самого прибора, которая в отдельных случаях могут быть до 30%.
В-третьих, влияние сети среднего напряжения. Максимальное изменение токов короткого замыкания в сети низкого напряжения из-за изменений в сети среднего напряжения составляет 10-12%.
Все эти факторы приводят к тому, что измеренное значение сопротивления следует увеличить в 1,6-1,7 раз.
Допустим, прибор показал величину 0,74 Ом и ток короткого замыкания 308 А при подключении на входных клеммах нашего щитка. Цифра довольно большая, теперь пересчитаем для худшего варианта.
Корректируем сопротивление сети:
Далее, считаем согласно МЭК 60038 минимальный ток короткого замыкания для сети до 1000В с изменением напряжения плюс-минус 10%
Как видно, минимальный возможный ток короткого замыкания почти в 2 раза меньше расчетного.
ПримечаниеДля обычного бытового потребителя важен именно минимальный ток, так как для него время отключения критично. Если отключит минимальный, то максимальный проблем не составит.
Конечные потребители
Итак, у нас есть ток короткого замыкания на входе в щиток. Но встраиваемое там оборудование должно защищать провода по всей их длине, а не только возле щитка. Дальше есть два варианта: измерение или расчет. Так как я исхожу из полной замены проводки, то и токи короткого можно высчитать. В случае, если меняется щиток и только часть проводки, то советуют провести измерения и расчеты, как указано выше.
Итак, расчет. Имеет смысл его проводить перед началом работ и покупки проводов для оценки параметров в любом случае. Как исходные величины для сопротивлений возьмем максимальные допустимые величины сопротивлений из тех же стандартов МЭК (ниже приведены данные только по меди):
Сечение, мм² | Сопротивление, Ом/км |
---|---|
1,5 | 12,2 |
2,5 | 7,56 |
4 | 4,70 |
6 | 3,11 |
Далее расчет. Примем следующее: до нашей розетки нужно проложить 50 м кабеля от щитка. Допустим, что мы выбираем кабель сечением 2,5 мм² с сопротивлением 12,2 Ом/км.
Сопротивление сети в точке подключения данной розетки составит:
Здесь есть несколько моментов, которые важно отметить. Сопротивление кабеля следует умножать на 2, так как сопротивление имеет два проводниках в проводе, и, хотя измеренное сопротивление является комплексной величиной, для расчета можно пренебречь реактивной составляющей. Также величины приведены в Ом/км в таблице, потому требуется пересчет в метры.
С помощью ранее приведенной формулы высчитываем минимальный ток короткого замыкания:
И из этого результата видно, что для гарантированного отключения нужно брать максимум С-автомат на 8 А или В-автомат на 16А.
Интересный фактСтандартными являются выключатели на 10 и 16 А (в общем-то неважно, какой тип). И если брать автоматы на 8 или меньше ампер, то может оказаться, что их цена в 1,5-2 раза выше. Это следует учитывать при планировании, так как исключить поломку выключателя нельзя, а искать потом тот же С4А на замену может быть дорого и банально сложно из-за их редкости. У некоторых производителей есть автоматы на 13А, но тут тяжело говорить о ценовой политике, кто-то делает, как и 10А, кто-то дороже.
Здесь важно вновь отметить –
автоматы защищают только кабель, они не защищают от короткого замыкания то, что подключено в розетку.
Какие главные недостатки такого расчета? Мы не учитываем сопротивления клемм, например, или сопротивление устройств защиты. Их сопротивление маленькое, и в принципе добавив 0,1-0,15 Ом к расчету можно скомпенсировать эту неточность ( в примере выше ток короткого будет 83А, что для данного случая роли уже не играет).
К сожалению реальны случаи (в постсоветском пространстве, по крайней мере), когда покупаешь кабель, а его реальное сечение меньше, чем написанное (например, 2,1 вместо 2,5 мм²). И если на одножильном проводе это еще проверить можно (штангенциркулем, например), то для многожильного провода можно забыть об этом. Здесь поможет только измерение.
Кабель продается большими отрезками, можно увечить длину, соединив последовательно все проводники. Так можно будет измерить и высчитать реальное сопротивление провода и в дальнейшем использовать эту величину для расчета и выбора автоматов.
Подбор устройств защиты по токам короткого и нагрузке
Вначале выполним расчет для подключения ряда потребителей, чтобы пример был более конкретный и начнем от более крупных потребителей к более мелким:
Электроплита
Проложен медный кабель 6 мм², от щитка до розетки 15 метров.
Ток короткого замыкания:
Возможен В-автомат на 32А или С-автомат на 16А (для плиты вполне нормально подойдет В-автомат, да 16А С-автомат маловат). Как я ранее писал, полная мощность плиты 9200 Вт, что означает 40А. Так как максимально возможный автомат 32 А, то нужно исходить из того, что все сразу включать нельзя. Что именно – зависит от потребления. В принципе для некоторых плит комбинация 2 конфорки и духовка дает 25 А, можно и так сделать.
Стиральная машина
Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 30 метров.
Ток короткого замыкания:
Так как в машинке встроен электромотор, стоит выбрать С-автомат, в данном случае С10А.
Электрочайник
Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 20 метров.
Ток короткого замыкания:
Так как электрочайник обычно не один там включен (это кухня), то здесь бы я советовал выбрать что-то вроде В16А-В20А.
Прочие электроприборы
Здесь речь идет в первую очередь об утюге или пылесосе (из упомянутых мною ранее крупных потребителей). В принципе их могут включить в любую розетку, потому в общем случае достаточно посчитать ток для самой отдаленной розетки (пример выше с 88,2 А и В16А именно тот случай). Если не выходит – нужно брать большее сечение, сделать надписи на розетках и предусмотреть специальные розетки для того же утюга (у пылесосов провода бывают достаточно длинные).
С одной стороны можно подобрать автомат под каждую розетку, с другой – иногда хочется унификации, да и проще при покупке кабелей и выключателей, здесь каждый решает для себя сам.
Для освещения расчет аналогичный, но тут чаще используется провод сечением 1,5 мм², так как клеммы в комплекте могут подходить для многожильного 2,5 мм² и то со скрипом. Но там и не такие большие токи, особенно если речь о светодиодном освещении.
Дополнение на основе комментариев от 27.11.18Речь идет исключительно об осветительных приборах и их питании. В данном случае физически может быть так плохо спроектирован светильник, что туда 2,5 мм² просто не влезут по причине недостаточного места для нормального сгибания провода (я сам с таким сталкивался).
Выключатель в таком случае следует также выбирать по токам короткого замыкания, так как сопротивление проводника будет больше, то и токи короткого выйдут меньше, а значит и выключатель потребуется меньшего тока (В10А вместо В16А, например).
Координация устройств в щитке
Итак, есть следующие важные данные:
- Вводное устройство максимум 40А
- Ток короткого замыкания в щитке 173,7 А
- Электроплита – максимум В32А
- Стиральная машина – С10А
- Розетки – В16А
Остальные устройства на данный момент не важны.
Итак, в первую очередь выберем вводное устройство. Для начала возьмем несколько различных типов выключателей на 40А (здесь и далее будет использоваться программа Siemens Simaris Curves, детальнее про программы я написал в конце статьи) и рассмотрим ситуацию для системы заземления TN.
На этом графике представлены ток короткого замыкания на входе в щиток и кривые выключателей типов В, С и Е. Последний еще известен, как «селективный автоматический выключатель» (селективный к ниже расположенным выключателям, так как отключает даже большие токи короткого с задержкой во времени). В данной системе (TN) время 0,4 секунды определяется для кабелей к розеткам, в то время как для распределительной сети (чем является сеть между вводным выключателем и выключателями на отдельные ветви) это время составляет 5 секунд. Во всех случаях время отключения слишком высокое, а именно более 5 секунд.
Маленькое напоминаниеВременно-токовый график выключателя и предохранителя (в примере ниже рассмотрен выключатель) имеет 3 зоны: в зоне 1 он не должен срабатывать, в зоне 2 — должен сработать обязательно, зона 3 — допуск по нормам, «серая зона»:
Решением в данном случае может стать использование разъединителя с плавкой вставкой. По сути обычный плавкий предохранитель, но с внешним видом, как автоматический выключатель.
Выглядит следующим образом:
Взял для примера первую попавшуюся картинку из интернета, разъединитель от Hager со встраиваемыми предохранителями типа D02 («пробки»). На нем написано 63А, но так как типоразмер одинаковый, то в этот разъединитель можно установить любой предохранитель D02.
Итак, временно-токовая характеристика выглядит следующим образом (gG обозначает плавкий предохранитель общего назначения):
Максимальное время отключения 3,2 секунды, что соответствует нормам. Теперь посмотрим по селективности ниже, а именно сравним с В32, В16 и С10 с соответствующими, рассчитанными выше токами. Вначале В32 и плавкий предохранитель:
Здесь все хорошо, из графика явно видно время срабатывания каждого из защитных устройств. Естественно, что ситуация для маленьких выключателей будет лучше:
В16 и предохранительС10 и предохранитель
В целом существуют для каждого производителя таблицы селективности устройств защиты, например, как приведенная ниже.
Маленькая таблица для выключателей с характеристикой В, большая — С. Синим выделен номинальный ток выключателя, черный на светлом фоне — граничный ток селективности. Обе таблицы представляют селективность автоматических выключателей от Siemens к его же плавкому предохранителю 40А. Недостаток подобных таблиц — проверить все комбинации очень сложно, потому некоторые случаи даже не рассмотрены, хотя и не исключена селективность.
Ситуация для системы заземления ТТ
В данной ситуации отключение в распределительной сети должно произойти за 1 секунду, у конечных потребителей — за 0,2 секунды (исторически сложились такие величины). И если мы примем, что токи короткого замыкания соответствуют рассмотренным ранее, то потребители будут отключены вовремя (время срабатывания выключателя до 0,1 секунды), то для вводного устройства ситуация похуже. Тот же плавкий предохранитель на 40А сработает за целых 3,2 секунды. В общем нужно идти вниз по номиналу:
Как видно, предохранитель даже на 32А не отвечает нормам по времени отключения, но все устройства на 25А можно использовать. В данном случае имеет смысл остановиться на селективном выключателе и в целом получиться следующая картинка:
Автоматы В16А и С10А селективны, В20А — только для случая короткого замыкания, но не в случае длительной работы. Последнее в принципе можно применить, нужно только помнить, что если выбило селективный выключатель, то вполне могла быть проблема на нагрузке за В20А.
Дополнительная информация
Устройство дифференциального тока УДТ
Согласно рекомендации норм отдельные УДТ стоит ставить к каждому устройству защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. Обязательными по требованию норм являются розетки, особенно там, где есть контакт электроприборов с водой или где высокая влажность.
Рекомендованы автоматические выключатели, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (дифференциальные автоматы, RCBO), как универсальное и компактное решение. Хотя цена на них выше, чем на комбинацию выключатель+УДТ. Также существует обоснованное требования применения подобных устройств в ТТ-системах. Причина такого для ТТ-систем в том, что есть одна особенность замыканий по сравнению с TN-системами. Так как в случае ТТ-системы заземление выполняется не от источника питания, а в месторасположении потребителя, то фактически ток замыкания между фазой и корпусом может (и чаще всего бывает) меньше, чем между фазой и нейтралью (в TN-системах эти величины практически идентичны). Фактически это очень большой дифференциальный ток, но иногда недостаточно большой, чтобы сработал выключатель, но вполне достигающих величин, слишком высоких для простого УДТ.
Примечание. УДТ ранее в нормах называлось УЗО, согласно МЭК правильное название устройство дифференциального тока.
Размер щитка
Актуально для тех, у кого в квартире (энергокомпания может требовать основной выключатель возле счетчика, но иногда им все равно, тогда можно все дома держать). Здесь не нужно экономить место. Лучше взять щиток, который будет полупустой, но с ним будет и удобнее работать и всегда будет возможность для расширения.
Программы
Известные мне программы я привел ниже. Единственный естественный недостаток – использование исключительно собственного оборудования для сетей низкого напряжения. Все приведенные ниже программы бесплатны, но иногда требуют бесплатной регистрации для скачивания или первого запуска. Расположены они в порядке личных предпочтений.
- Siemens Simaris Curves – использованная выше программа, уже много лет неизменная, хотя сравнение той же ограничивающей функции можно и улучшить (тут много нужно делать вручную).
- ABB Curves – последнее время сильно улучшилась, количество функций выше, чем у предыдущей программы, но иногда немного заморочена. Также есть возможность использовать плавкие предохранители по МЭК для сравнения, не только собственные, пусть и довольно ограничено.
- Eaton CurveSelect – Excel-файл с кривыми срабатывания защит. Увы, только с кривыми обязательного срабатывания, но не минимальных, потому применимость довольно ограничена в вопросе селективности.
- Онлайн-ресурс от Schneider Electric не работает под Мозиллой, в целом не очень удобная. Здесь вставил ссылку, так как ее очень сложно найти и чаще перебрасывает на неработающую нынче отдельную программу.
Ссылки
Введите автомат мощностью 15 кВт. Как устроен расчет выключателя
Ни одно электрическое устройство, ни один электрический прибор не должны использоваться без предохранительной автоматики. Автоматический выключатель (АВ) устанавливается на конкретное устройство, либо на группу потребителей, подключенных к одной линии. Чтобы правильно ответить на вопрос, какая мощность соответствует, например, автомату с номиналом 25А, следует предварительно ознакомиться с устройством автоматического выключателя и видами предохранительных устройств.
Конструктивно АВ сочетает в себе механический, тепловой и электромагнитный расцепители, работающие независимо друг от друга.
Механический расцепитель
Предназначен для включения / выключения машины вручную. Позволяет использовать его как коммутирующее устройство. Применяется в ремонтных работах для отключения от сети.
Тепловыделение (TR)
Эта часть выключателя защищает цепь от перегрузки. Ток проходит через биметаллическую пластину, нагревая ее.Тепловая защита является инерционной и может кратковременно пропускать токи, превышающие пороговое значение (In). Если ток длительное время превышает номинальный, пластина нагревается настолько, что деформируется и отключает АКБ. После охлаждения биметаллической пластины (и устранения причины перегрузки) машину включают вручную. В автомате на 25А цифра 25 обозначает порог срабатывания ТП.
Электромагнитный расцепитель (ER)
Разрывает электрическую цепь при коротком замыкании.Сверхтоки, образующиеся при коротком замыкании, требуют мгновенной реакции защитного устройства, поэтому, в отличие от теплового, электромагнитный расцепитель срабатывает мгновенно за доли секунды. Отключение происходит за счет прохождения тока через катушку соленоида с подвижным стальным сердечником. Соленоид при срабатывании преодолевает сопротивление пружины и отключает подвижный контакт выключателя. Для отключения при коротком замыкании токи, превышающие In, требуются от трех до пятидесяти раз, в зависимости от типа АКБ.
Типы АКБ по токовременной характеристике
Обратим внимание на устройства защиты промышленной электроники и двигателей со встроенными тепловыми реле, и рассмотрим наиболее распространенные типы машин:
- Характеристика В — при трехкратном превышении In, ТП срабатывает через 4-5с. Срабатывание ER при превышении In от трех до пяти раз. Применяется в осветительных сетях или при подключении большого количества потребителей малой мощности.
- Характеристика C — наиболее распространенный тип АВ.ТР срабатывает через 1,5 с при пятикратном превышении In, срабатывает ЭР при 5-10-кратном превышении. Используется для смешанных сетей, в том числе для устройств разного типа, в том числе с малыми пусковыми токами. Основной вид автоматических выключателей для жилых и административных зданий.
- Характеристика D — машины с наибольшей перегрузочной способностью. Используется для защиты электродвигателей, потребителей энергии с большими пусковыми токами.
Соотношение номиналов АКБ и потребителей электроэнергии
Чтобы определить, сколько киловатт можно подключить через автоматический выключатель определенной мощности, воспользуйтесь таблицей:
автомат 220в, А | мощность, кВт | |
---|---|---|
однофазный | трехфазный | |
2 | 0,4 | 1,3 |
6 | 1,3 | 3,9 |
10 | 2,2 | 6,6 |
16 | 3,5 | 10,5 |
20 | 4,4 | 13,2 |
25 | 5,5 | 16,4 |
32 | 7,0 | 21,1 |
40 | 8,8 | 26,3 |
50 | 11,0 | 32,9 |
63 | 13,9 | 41,4 |
Для расчета мощности входного автомата дома используйте коэффициент 0.7 от общей мощности потребителей.
При определении допустимой нагрузки автоматического выключателя важно учитывать не только его номинальные характеристики, но и характеристики перегрузки. Это поможет избежать ложных срабатываний при включении мощных электроприборов.
Времена, когда традиционные керамические пробки можно было встретить на электрических щитах квартир или частных домов, давно прошли. Сейчас повсеместно используются автоматические выключатели новой конструкции — так называемые автоматические выключатели.
Для чего нужны эти устройства? Как сделать в каждом конкретном случае? Конечно, основная функция этих устройств — защита электросети от коротких замыканий и перегрузок.
Машина должна отключаться, когда нагрузка значительно превышает допустимую норму или в случае короткого замыкания, когда значительно увеличивается электричество. Однако он должен пропускать ток и работать в штатном режиме, если вы, например, одновременно включили стиральную машину и электрический утюг.
Что защищает автоматический выключатель
Прежде чем забрать машину, вы должны понять, как она работает и что защищает.Многие считают, что автомат защищает бытовую технику. Однако это совершенно не так. Аппарат не заботится об устройствах, которые вы подключаете к сети — он защищает проводку от перегрузки.
Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания ток увеличивается, что приводит к перегреву кабеля и даже к возгоранию проводки.
Особенно сильно увеличивает силу тока при коротком замыкании. Величина тока может увеличиваться до нескольких тысяч ампер.Конечно, при такой нагрузке ни один кабель долго не протянет. Причем сечение кабеля 2,5 кв. мм, который часто применяется для разводки в частных домах и квартирах. Он просто горит, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может стать причиной возгорания.
Поэтому правильный играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — выключатель защищает именно проводку.
Когда нагрузка превышает допустимое значение, резко возрастает ток, что приводит к нагреву провода и оплавлению изоляции.В свою очередь, это может привести к короткому замыканию. И последствия этой ситуации предсказуемы — открывайте огонь и стреляйте!
Для каких валют автоматы рассчитывают?
Функция автоматического выключателя заключается в защите подключенной после него проводки. Основным параметром для расчета автоматов является номинальный ток. Но какой номинальный ток, нагрузка или провод?
Исходя из требований ОЭС 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или на номинальный ток приемника.
Расчет машины на мощность (на номинальный ток электроприемника) производится, если провода по всей длине всех участков электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток проводки больше номинала автомата.
Также учитывается временная характеристика автомата, но об этом мы поговорим позже.
Например, на участке, где применяется провод сечением 1 кв.мм, величина нагрузки 10 кВт. Выбираем автомат на номинальный ток нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что в этом случае происходит? Провод начнет нагреваться и плавиться, так как он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а по нему проходит ток 40 ампер. Автомат выключится только при коротком замыкании. В результате может выйти из строя проводка и даже произойти возгорание.
Следовательно, определяющим значением для выбора номинального тока машины является поперечное сечение токопроводящего провода.Величину нагрузки учитывают только после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на машине, должен быть меньше максимально допустимого тока для провода этого сечения.
Таким образом, выбор автомата производится по минимальному сечению провода, который используется в разводке.
Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм составляет 19 ампер. Это значит, что для этого провода мы выбираем наиболее близкое значение номинального тока автомата к нижней стороне, которое составляет 16 ампер.Если выбрать автомат номиналом 25 ампер, то будет нагреваться проводка, так как провод этого сечения на такой ток не рассчитан. Чтобы правильно изготовить, необходимо, прежде всего, учесть сечение провода.
Расчет входного автоматического выключателя
Электромонтажная система разделена на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током, соответствующим этому сечению.
Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток машины, необходимо рассчитать ожидаемую нагрузку.Этот расчет производится путем суммирования силовых устройств, которые будут подключены к объекту. Общая мощность будет определять ток, протекающий по проводке.
Определить величину тока можно по следующей формуле:
- P — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
- U — напряжение сети, В (U = 220 В).
Хотя формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрические чайники, обогреватели), она все же помогает приблизительно определить величину тока в этой области.Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы можем выбрать из таблицы сечение кабеля для данного тока.
После этого можно произвести для проводки этой группы. Помните, что машина должна выключиться до того, как кабель перегреется, поэтому номинальное значение машины выбирает ближайшее меньшее значение из рассчитанного тока.
Смотрим величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимым значением тока для провода с таким сечением.Если допустимый ток кабеля меньше номинального тока, указанного на машине, выберите кабель большего сечения.
Похожие материалов на сайте:
Давно прошли времена керамических пробок, которые ввинчиваются в электрические щиты дома. В настоящее время широко используются различные типы автоматических выключателей, выполняющих защитные функции. Эти устройства очень эффективны при коротких замыканиях и перегрузках. Очень многие потребители не до конца освоили данные устройства, поэтому часто возникает вопрос, какую машину нужно поставить на 15 кВт.Надежная и долговечная работа электрических сетей, устройств и оборудования в доме или квартире полностью зависит от выбора машины.
Основные функции машин
Перед тем, как выбрать автомат защиты, необходимо разобраться в принципах его действия и возможностях. Многие считают основной функцией машины защиту бытовой техники. Однако это суждение абсолютно неверно. Машина не реагирует на подключенные к сети устройства, работает только при коротких замыканиях или перегрузках.Эти критические условия приводят к резкому увеличению тока, вызывая перегрев и даже возгорание кабеля.
Особое увеличение тока наблюдается при коротком замыкании. В этот момент его значение увеличивается до нескольких тысяч и кабели просто не выдерживают такой нагрузки, особенно если его сечение составляет 2,5 мм2. При таком сечении происходит мгновенное возгорание провода.
Поэтому от выбора подходящего станка зависит очень многое. Точные расчеты, в том числе по, позволяют надежно защитить электрическую сеть.
Параметры расчета автомата
Каждый автоматический выключатель в первую очередь защищает подключаемую после него проводку. Основные расчеты этих устройств проводятся на номинальный ток нагрузки. Расчет мощности проводится в том случае, когда вся длина провода рассчитана на нагрузку, в соответствии с номинальным током.
Окончательный выбор номинального тока для машины зависит от сечения провода. Только после этого можно рассчитать нагрузку.Максимально допустимый ток для провода определенного сечения должен быть больше. Таким образом, при выборе защитного устройства используется минимальный размер провода, имеющийся в электрической сети.
Когда у потребителей возникает вопрос, какую машину поставить на 15 кВт, в таблице учитывается трехфазная электрическая сеть. Для таких расчетов есть своя методика. В этих случаях номинальная мощность трехфазного автоматического выключателя определяется как сумма мощностей всех электроприборов, которые планируется подключить через автоматический выключатель.
Например, если нагрузка каждой из трех фаз составляет 5 кВт, то значение рабочего тока определяется путем умножения суммы мощностей всех фаз на коэффициент 1,52. Таким образом, это 5х3х1,52 = 22,8 ампер. Номинальный ток машины должен превышать рабочий ток. В этой связи наиболее подходящим будет предохранительное устройство номиналом 25 А. Наиболее распространенные номиналы автоматов — 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 и 100 ампер.При этом указывается соответствие жил кабеля заявленным нагрузкам.
Этот метод можно использовать только в тех случаях, когда нагрузка одинакова для всех трех фаз. Если одна из фаз потребляет больше энергии, чем все остальные, то номинальные характеристики автоматического выключателя рассчитываются исходя из мощности этой конкретной фазы. В этом случае используется только максимальное значение мощности, умноженное на коэффициент 4,55. Эти расчеты позволяют выбрать машину не только по таблице, но и по наиболее точным полученным данным.
На упрощенном графике в горизонтальной шкале показаны номинальные токи автоматов, в вертикальной шкале значение активной мощности при однофазном источнике питания 220 вольт расчет для 380 вольт и / или трехфазного питания будет существенно различаются и приведенный график для отличных от 220 вольт и однофазного источника питания мощности не действительны. . Чтобы выбрать соответствующую мощность машины для выбранной мощности, достаточно провести горизонталь от мощности, выбранной слева, до пересечения с зеленой полосой, глядя на основание которой, вы можете выбрать номинальную мощность машины для указанная мощность.Требуемое текущее время и количество полюсов можно выбрать, щелкнув изображение в таблице выбора автоматов кривой C, как наиболее универсальной и часто используемой характеристики.
Таблица выбора мощности
Расширенная таблица выбора машин по мощности, включая трехфазное соединение звездой и треугольником, позволяет выбрать соответствующую потребляемую мощность автоматического выключателя. Для работы с таблицей, то есть для выбора автомата, соответствующего мощности, достаточно, зная эту мощность , выбрать в таблице значение больше или равное этому значению мощности.В крайнем левом столбце вы увидите номинальный ток машины, соответствующий выбранной мощности. Вверху над выбранной мощностью вы увидите тип подключения машины, количество полюсов и используемое напряжение. В случае, если выбранная мощность совпадает с несколькими значениями мощности, например, в таблице , мощность 6,5 кВт может быть получена путем подключения однофазного автомата 32А, соединения трехполюсного автомата 6А с трехфазным трехполюсным. треугольник и подключение четырехполюсного автомата 10А.трехфазная звезда , вам следует выбрать доступный способ подключения. То есть при выборе машины на мощность 6,5 кВт при отсутствии трехфазного источника питания нужно только выбрать из однофазного подключения, где будет доступен однополюсный и двухполюсный автомат 32А. . При включении ссылки в таблице на определенное, соответствующее возможностям подключения, питание подается на автоматический выключатель с номинальным током, соответствующим номинальному току и количеству полюсов с временной характеристикой C.Если вам нужна другая характеристика отключения, вы можете выбрать другой автоматический выключатель на странице каждой машины.Подбор машин по мощности и подключению
Тип подключения => | Однофазный Однофазный вводный | Трехфазный треугольник | Трехфазный звезда | ||
Полярность автомата => | Однополюсный станок | Биполярный станок | Трехполюсный станок | Четырехполюсный автомат | |
Напряжение питания => | 220 вольт | 220 вольт | 380 вольт | 220 вольт | |
В | В | В | В | ||
АКПП 1А> | 0.2 кВт | 0,2 кВт | 1,1 кВт | 0,7 кВт | |
АКПП 2А> | 0,4 кВт | 0,4 кВт | 2,3 кВт | 1,3 кВт | |
АКПП 3А> | 0,7 кВт | 0,7 кВт | 3,4 кВт | 2,0 кВт | |
АКПП 6А> | 1,3 кВт | 1,3 кВт | 6,8 кВт | 4,0 кВт | |
АКПП 10А> | 2.2 кВт | 2,2 кВт | 11,4 кВт | 6,6 кВт | |
АКПП 16А> | 3,5 кВт | 3,5 кВт | 18,2 кВт | 10,6 кВт | |
АКПП 20А> | 4,4 кВт | 4,4 кВт | 22,8 кВт | 13,2 кВт | |
АКПП 25А> | 5,5 кВт | 5,5 кВт | 28,5 кВт | 16,5 кВт | |
АКПП 32А> | 7.0 кВт | 7,0 кВт | 36,5 кВт | 21,1 кВт | |
40А> | 8,8 кВт | 8,8 кВт | 45,6 кВт | 26,4 кВт | |
АКПП 50А> | 11 кВт | 11 кВт | 57 кВт | 33 кВт | |
АКПП 63А> | 13,9 кВт | 13,9 кВт | 71,8 кВт | 41,6 кВт |
Пример выбора машины по мощности
Одним из способов выбора автоматического выключателя является выбор автоматического выключателя в зависимости от мощности нагрузки.Первый шаг: выбирает машину по мощности. Он определяет общую мощность нагрузок, подключенных на постоянной основе к проводке / сети, защищаемой машиной. Полученная суммарная мощность увеличивается на коэффициент потребления, который определяет возможное временное превышение потребляемой мощности из-за подключения других, изначально неучтенных электроприборов.В качестве примера можно привести кухонную разводку, предназначенную для подключения электрочайника (1.5 кВт), СВЧ (1 кВт), холодильник (500 Вт) и вытяжка (100 Вт). Общая потребляемая мощность составляет 3,1 кВт. Для защиты такой схемы можно использовать автомат на 16А номинальной мощностью 3,5 кВт. А теперь представьте, что вы поставили на кухне кофемашину (1,5 кВт) и подключили ее к той же проводке. Общая мощность, снимаемая с проводки при подключении всех указанных электроприборов, в этом случае составит 4,6 кВт, что больше, чем автоматический выключатель на 16 А, который при включении всех электроприборов просто отключается из-за превышения мощности и оставляет все бытовая техника без питания, в том числе холодильник.Для уменьшения вероятности возникновения подобных ситуаций используется и коэффициент потребления. В нашем случае при подключении кофемашины мощность увеличилась на 1,5 кВт, а коэффициент потребления стал 1,48 (округляем до 1,5). То есть, чтобы можно было подключить дополнительное устройство мощностью 1,5 кВт, расчетную мощность сети необходимо умножить на коэффициент 1,5, чтобы получить 4,65 кВт принимаемой мощности от проводки.
При выборе машины для мощности также можно использовать понижающий коэффициент для потребления.Это соотношение определяет разницу в потребляемой мощности в сторону уменьшения от общей расчетной в связи с неиспользованием одновременно всех включенных в расчет электроприборов. В рассмотренном ранее примере разводки кухни мощностью 3,1 кВт коэффициент уменьшения будет равен 1, так как чайник, микроволновка, холодильник и вытяжка могут быть включены одновременно, а в случае разводки при мощности 4,6 кВт (включая кофемашину) коэффициент уменьшения может быть равен 0.67, если невозможно одновременно включить электрочайник и кофемашину (например, на оба прибора одна розетка и в доме нет тройников)
Таким образом, на первом этапе рассчитывается определяется мощность защищаемой электропроводки и определяются повышающий (увеличение мощности при подключении нового электрооборудования) и понижающий (невозможность одновременного подключения какого-либо электрооборудования) коэффициенты. Для выбора автомата предпочтительнее использовать мощность, полученную умножением коэффициента умножения на расчетную мощность, при этом, естественно, учитывая возможности электропроводки (сечение провода должно быть достаточным для передачи такой мощности).
Номинальная мощность автомата
Номинальная мощность автомата, то есть мощность, потребление которой в проводке, защищенной автоматическим выключателем, не приводит к отключению автомата, в общем случае рассчитывается с использованием формула, которую можно описать фразой => «Мощность = напряжение, умноженное на силу тока, умноженную на косинус Fi», где напряжение переменного тока мощность в вольтах, ток — это ток, протекающий через машину в амперах, а косинус фи — это значение тригонометрической функции косинуса угла фи (фи — угол сдвига между фазами напряжения и тока).Поскольку в большинстве случаев автомат по мощности выбирается для домашнего использования, где практически нет сдвига между фазами тока и напряжения, вызванного реактивными нагрузками, такими как электродвигатели, косинус близок к 1, а мощность может быть приблизительно рассчитывается как напряжение, умноженное на ток.Так как мощность уже определена, то по формуле получаем ток, а именно ток, который соответствует расчетной мощности путем деления мощности в ваттах на напряжение сети, то есть на 220 вольт.В нашем примере с мощностью 3,1 кВт (3100 Вт) получается ток 14 А (3100 Вт / 220 В = 14,09 А). Это означает, что при подключении всех вышеупомянутых устройств мощностью 3,1 кВт через автоматический выключатель будет протекать ток примерно 14 А.
После определения тока по потребляемой мощности следующим шагом при выборе автоматического выключателя является выбор автоматического выключателя.
Для выбора автоматической трехфазной нагрузки применяется та же формула, учитывая, что сдвиг между фазами напряжения и тока в трехфазной нагрузке может достигать больших значений и, соответственно, необходимо учитывать значение косинуса.В большом количестве случаев трехфазная нагрузка имеет метку, указывающую значение косинуса фазового сдвига, например, на паспортной табличке двигателя ее можно увидеть, которая является именно той, которая используется при вычислении косинуса фазового сдвига. угол фазы. Соответственно при расчете трехфазной нагрузки мощность, скажем, на паспортной табличке подключенного трехфазного, 380 В, мощность электродвигателя 7 кВт, ток рассчитывается как 7000/380 / 0,6 = 30,07
Результирующий ток — это сумма токов во всех трех фазах, то есть на одну фазу (один полюс автомата) их 30.07/3 ~ 10 Ампер, что соответствует выбору трехполюсного автомата D10 3P. Характеристика D в этом примере выбрана в связи с тем, что при пуске двигателя при вращении двигателя токи значительно превышают номинальные значения, что может привести к отключению автоматического выключателя с характеристикой B и характеристикой C.
Максимальная мощность автоматический выключатель
Максимальная мощность автоматического выключателя, то есть мощность и, соответственно, ток, который автоматический выключатель может пропустить через себя и не выключиться, зависит от соотношения тока, протекающего через автоматический выключатель, и номинальный ток выключателя, указанный в технических характеристиках выключателя.Это соотношение можно назвать приведенным током, который представляет собой безразмерный коэффициент, больше не связанный с номинальным током машины. Максимальная мощность машины зависит от время-токовых характеристик, уменьшенного тока и продолжительности протекания уменьшенного тока через машину, как описано в Время-токовые характеристики автоматических выключателей.Максимальная кратковременная мощность машины
Максимальная кратковременная мощность машины может в несколько раз превышать номинальную мощность, но только на короткое время.Величина превышения и время, в течение которого машина не отключит нагрузку с таким превышением, описывается характеристиками (кривыми отклика), обозначенными латинскими буквами или указанными в маркировке машины с помощью цифры, обозначающей номинальный ток автоматического выключателя.Пример использования в малой промышленности
www.ijraset.com Том 5, выпуск III, март 2017 г.
Значение IC: 45.98 ISSN: 2321-9653
Международный журнал исследований в области прикладных наук и инженерии
Технологии (IJRASET)
© IJRASET: Все права защищены.
Проектирование и разработка автоматической проволоки
Режущий станок: пример малого Масштаб
Промышленность
Саммед Нарендра Патил1, Сураб Попатлал Карьяппа2, Сурадж Раджендра Патил3, Шубхам Дипак Патил4, проф.R. R. Joshi5
Студенты 1U G, 2 доцент, Инженерный колледж доктора Дж. Дж. Магдума, Jaysingpur
Аннотация: В этом документе дается подробная информация о проектировании и разработке автоматического станка для резки проволоки. В
для резки и измерения проволоки используется традиционный метод, который требует больше времени и человеческих ресурсов. Точность
, полученная обычным методом, также оставляет желать лучшего. Система автоматизации решает трудовые проблемы, экономит затраты,
повышает точность, уменьшает количество человеческих ошибок.Используя автоматизацию, мы стремимся к снижению затрат, которое работает быстро и сокращает время резки. Практическая цель автоматического станка для резки проволоки — отрезать проволоку необходимой длины на
штук. Эта машина проста и портативна.
Ключевые слова: автоматическая проволочная резка, кулачковая резка, переносная, экономичная
I. ВВЕДЕНИЕ
В слаборазвитых мелких отраслях промышленности в настоящее время рабочая сила является серьезной проблемой для промышленности.Часто случаются ситуации
, когда работники бастуют ради личной выгоды, что приводит к снижению производительности и потере эффективности. В результате владельцы компаний
несут большие убытки и, следовательно, не могут достичь желаемой прибыли и целей. Система автоматизации в промышленности
может решить эту проблему очень эффективно.
Система автоматизации решает трудовые проблемы, что снижает затраты, повышает точность и снижает количество человеческих ошибок.Изучив
различных отраслей электротехнической и электронной промышленности, мы пришли к выводу, что в настоящее время отрасли в некоторой степени внедрили автоматизацию в свои системы
, но для некоторых основных процессов, которые требуют много времени, таких как резка проволоки, упаковка и т. Д., Они используют человеческие ресурсы.
Если мы внедрим автоматизацию этих основных процессов, это будет полезно для развития компании и увеличения прибыли, поскольку
улучшит систему во многих отношениях.Одна такая отрасль обнаружила, что им требуется очень эффективное, быстрое и экономичное
решение для резки проводов различной длины, необходимых для производства конденсаторов. Поэтому мы стараемся продавать рентабельный станок для резки проволоки
.
В автоматической машине для резки проволоки рифленый ролик, приводимый в действие шаговым двигателем, расположен между двумя направляющими каналом для проволоки, чтобы подавать проволоку
к станции резки. Длина разрезаемой проволоки устанавливается на счетчике длины.Циклы движения, в течение которых проволока проходит заданное расстояние
, подсчитываются в счетчике длины. Затем шаговый двигатель отключается и режущее лезвие включается. Эта система
предотвращает работу соленоида режущего лезвия при продолжительности включения, меньшей допустимой, с короткими отрезками проволоки. Этот автоматический отрезной станок
представляет собой полностью электрический настольный станок с микропроцессорным управлением для обработки проволоки, круглого и плоского кабеля. Он
оснащен ЖК-дисплеем с подсказками для простой настройки и работы, автоматической загрузкой и разгрузкой проволоки, а также универсальными лезвиями V-типа
.
Текущее состояние
Текущий сценарий
Компания использует традиционный метод резки проволоки по сравнению с обычным методом, производительность очень низкая, потому что они
должны измерять длину проволоки для каждой детали перед резкой, что также занимает больше времени. Также иногда требуются провода неодинаковой длины
и больше персонала.
A. Проблемы традиционного метода резки проволоки
Время, необходимое для резки проволоки, больше.
1) Требуется больше рабочей силы.
2) Требуется больше площади.
3) Требуется измерить каждый кусок проволоки перед резкой.
Методология обеспечения автоматической трехмерной маршрутизации системы межсоединений электропроводки воздушного судна
В разделе 3.1 приводится описание EWIS воздушного судна и уточняются основные направления предлагаемой методологии. В разделе 3.2 подробно описаны правила проектирования и проверки, которые необходимо применить во время 3D-трассировки. В обоих подразделах вводится терминология, которая затем используется при постановке задачи оптимизации.
Описание самолета EIWS
EWIS самолета распространяется почти через все части планера и двигатели. Для облегчения изготовления и монтажа он выполнен в виде набора отдельных жгутов, которые при сборке соединяются в так называемых производственных — точках разрыва точек. Способ разделения EWIS на различные наборы жгутов в значительной степени зависит от зон самолета, в которых маршрутизируется EWIS. Эти зоны называются зонами электропроводки и отличаются друг от друга условиями окружающей среды, такими как тепло, вибрация и влажность.Как следствие, для каждой зоны разводки могут потребоваться разные правила проектирования. На практике каждая зона электропроводки не зависит от других в том, что касается процесса проектирования и установки. Вышеупомянутые производственные перерывы представляют собой единственную границу раздела между соседними зонами. Перерывы в производстве заранее определены и, как правило, не изменяются в процессе 3D-трассировки.
Каждая зона электропроводки включает в себя одну или несколько жгутов, которые соединяют производственные перерывы и единицы оборудования, установленного в данной зоне.Каждый жгут проводов обычно делится на ветви, компоненты и подкомпоненты, как показано в иерархической структуре EWIS, показанной на фиг. 3, и в двух аннотированных примерах на фиг. 4. Жгут проводов может содержать одну или несколько ветвей; каждая ветвь содержит один пучок и может включать в себя один или два разъема, защитные слои и несколько зажимов; каждый пучок содержит один или несколько проводов, по которым передаются электрические сигналы или сигналы данных. Точки, где больше ветвей сходятся на жгуте проводов, называются точкой прорыва , точкой.Если есть прорывы, это означает, что данная привязь имеет несколько источников и / или несколько пунктов назначения. Как следствие, ответвление определяется как часть жгута, который располагается между двумя точками соединения или разветвлением и соединителем (включая соединитель).
Рис.3Иерархическая структура EWIS
Рис.4Примеры жгутов и их основные
Правила 3D-маршрутизации
Процесс 3D-маршрутизации ограничен многими правилами проектирования.Некоторые из этих правил проектирования описаны в проектных спецификациях, выпущенных властями, чтобы гарантировать безопасность самолета; другие были разработаны самими производителями жгутов проводов на основе опыта и передовой практики. Подмножество этих правил было выбрано и реализовано в данной работе. К ним относятся, например, правила для проверки допустимых радиусов изгиба и геометрического столкновения, а также правила для определения зажимной системы и трассировки в критических зонах электропроводки, например, при наличии источников тепла или высокого риска воспламенения.Все эти правила подробно обсуждаются в следующих подразделах.
Важно отметить, что выбранное подмножество правил было выбрано в консультации с производителями EWIS и состоит из наиболее подходящих, как с точки зрения частоты применения, так и сложности реализации. Это подмножество было сочтено достаточным, чтобы продемонстрировать возможности предложенного подхода, который, так или иначе, был разработан, чтобы гарантировать полную масштабируемость, как более подробно обсуждается в Разделе. 6.{{bend}} \) — это минимальный радиус изгиба жгута, измеренный по центральной кривой жгута. Как упоминалось в разд. 2, системы KBE, использованные в данной работе, позволяют очень эффективно выполнять этот вид геометрической проверки.
Геометрические правила коллизий
При прокладке жгутов проводов внутри зоны электропроводки необходимо проверить три типа коллизий в геометрической модели: (1) столкновение между жгутом и компонентами самолета, (2) столкновение между различными ветвями электропроводки. та же привязь и (3) столкновение между проложенной привязью и любой ранее созданной привязью.Примеры показаны на рис. 5. Ни один из этих типов столкновений не допускается. Подобно правилу, рассмотренному в предыдущем разделе, системы KBE предоставляют эффективные методы проверки столкновений между геометрическими объектами.
Рис. 5Три типа геометрического столкновения: (1) между жгутом и геометрической структурой (2) между ветвями одного и того же жгута, (3) между жгутами в одной зоне разводки
Правило геометрического притяжения
Во время трехмерной трассировки ремни безопасности должны быть прикреплены к планеру с помощью некоторого зажимного приспособления (далее именуемого зажимом).Не все компоненты планера подходят или могут быть закреплены. Например, жгуты проводов не могут быть закреплены на авиационных системах. Правила необходимы, чтобы гарантировать, что для зажима используются только фиксируемые конструкции (т. Е. Конструкция, позволяющая закрепить привязные ремни). Чтобы минимизировать занимаемое пространство, а также вес зажимов, удобно проложить жгуты в непосредственной близости от фиксируемых конструкций. Это так называемое правило геометрического притяжения . Также в этом случае системы KBE предоставляют необходимые методы анализа и обработки геометрии для поддержки реализации этого правила.
Правила зажима и расстояния между зажимами
Жгуты проводов необходимо закрепить на фиксируемой конструкции с соответствующими значениями: , и , расстояние зажима (рис. 6). Крепежное расстояние — это расстояние между центральной кривой ремня безопасности и его крепежной конструкцией, измеренное в соответствии с зажимом. Из-за естественного прогиба жгут проводов всегда провисает между двумя зажимами. Фактически, минимальные значения провисания необходимы, чтобы избежать натяжения ремней, когда крепежная конструкция деформируется под действием внешних нагрузок.Расстояние между креплениями должно быть достаточно большим, чтобы избежать контакта (следовательно, истирания) между провисающими ремнями и конструкцией. С другой стороны, он не должен быть слишком большим, чтобы ограничить размер (а значит, и стоимость и вес) зажимов, стоек и кронштейнов, а также минимизировать пространство, занимаемое EWIS. Например, внутри фюзеляжа нормальное значение провисания составляет 1/2 дюйма, измеренное на центральной кривой пучка, на полпути между двумя смежными зажимами. Следовательно, минимальное расстояние крепления, необходимое для предотвращения истирания и истирания, можно рассчитать по формуле.(1). На практике фактическое расстояние крепления всегда больше, чем это значение, чтобы гарантировать некоторый запас.
$$ {{min}} \; {{fixing}} \; {{distance}} = 1/2 {{inch}} + {{harness}} \; {{radius}} $$
(1)
Рис.6Определение зажимного и фиксирующего расстояния
Расстояние зажима — это расстояние между двумя соседними точками зажима, которые включают, помимо самих зажимов, также соединители и прорывы.Максимально допустимое расстояние зажима зависит от материала ремня безопасности и условий прокладки. Для обычного ремня безопасности, проложенного в зоне без вибрации (например, в кабине фюзеляжа), это расстояние составляет 24 дюйма. Для жестких привязных ремней это расстояние увеличено до 42 дюймов [12]. Внутри крыльев, в соответствии с опорами двигателя, расстояние зажима должно быть меньше, чтобы справиться с вибрацией, вызываемой двигателями.
Правила серых зон
В самолете существует множество опасных зон, таких как влажные, горячие и вибрирующие зоны.Эти зоны не являются запрещенными (т. Е. Черными) и не свободными (т. Е. Белыми) для проложенных проводов, поэтому здесь они обозначены как серые области . Применяя специальные меры предосторожности, такие как защитные кожухи и дополнительные зажимы, привязь можно проложить в серых областях. В работе, представленной здесь, были реализованы некоторые правила маршрутизации, теперь ограниченные случаями горячих и воспламеняющихся зон, которые влияют на использование защитной крышки и зажимов, соответственно. Можно легко добавить дополнительные правила аналогичного характера, например, для влажных или агрессивных участков.
Правило для горячих зон
Горячие зоны — это общие зоны в самолете. Они располагаются вокруг высокотемпературного оборудования, такого как резисторы, выхлопные трубы и нагревательные каналы. Ремни, подвергающиеся воздействию высоких температур, изнашиваются и деформируются. Следовательно, необходимо «изолировать провода, которые должны проходить через горячие участки, с помощью высокотемпературного изоляционного материала» [12]. Дополнительных затрат, связанных с использованием специальной защиты, можно избежать, проложив привязь за пределами этих горячих зон, если это применимо, за счет более длинной привязи.Для дизайнеров это процесс компромисса, чтобы найти наиболее экономичное решение. В представленном здесь подходе за это отвечает оптимизатор.
Правило для горючих зон
Области вокруг горючих жидкостей или газовых труб являются примерами типичных горючих зон. Возникновение дуги, вызванное обрывом проводов в этой области, может привести к возгоранию. Для пучков проводов, проложенных над жидкостными линиями, проектные спецификации требуют, чтобы «зажимы были компрессионного типа и должны располагаться на таком расстоянии, чтобы в случае обрыва провода оборванный провод не соприкасался с гидравлическими линиями, кислородными линиями, пневматическими линиями или другими. оборудование, последующий отказ которого из-за дуги может вызвать дальнейшее повреждение.»[13] Большее количество зажимов, которое необходимо проложить в этих зонах, влияет на общую стоимость и вес привязи. Таких дополнительных затрат на зажим можно избежать, проложив привязь за пределами воспламеняющихся зон за счет более длинной привязи. Подобно ранее упомянутому случаю горячей зоны, это также процесс компромисса для дизайнеров или оптимизатора в нашем случае, чтобы найти лучшее решение.
3. РАСЧЕТ МАШИНЫ
3. РАСЧЕТ МАШИНЫ3.1 Введение
3.2 Классификация затрат
3.3 Определения
3.4 Фиксированные затраты
3.5 Эксплуатационные расходы
3.6 Затраты на рабочую силу
3.7 Переменные циклы усилий
3.8 Ставки для животных
3.9 Примеры
Себестоимость единицы лесозаготовок или дорожного строительства в основном определяется путем деления затрат на производство. В простейшем случае, если вы арендовали трактор с оператором за 60 долларов в час, включая все топливо и другие расходы, и выкапывали 100 кубометров в час, ваша удельная стоимость земляных работ составила бы 0 долларов.60 за кубометр. Почасовая стоимость трактора с оператором называется машинной ставкой. В тех случаях, когда машина и элементы производства не сдаются в аренду, необходимо рассчитать стоимость владения и эксплуатационные расходы, чтобы получить ставку машины. Цель разработки машинной ставки должна состоять в том, чтобы получить цифру, которая, насколько это возможно, отражает стоимость работы, выполненной в существующих рабочих условиях и используемой системе учета. Большинство производителей оборудования предоставляют данные о стоимости владения и эксплуатации своего оборудования, которые будут служить основой для ставок на машины.Однако такие данные обычно требуют модификации для соответствия конкретным условиям эксплуатации, и многие владельцы оборудования предпочитают составлять свои собственные расценки.
Ставка станка обычно, но не всегда, делится на постоянные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на рабочую силу. Для некоторых анализов денежных потоков включаются только те статьи, которые представляют собой денежные потоки. Определенные постоянные затраты, включая амортизацию и иногда процентные платежи, не включаются, если они не представляют собой денежный платеж. В это руководство включены все фиксированные затраты, описанные ниже.Для некоторых анализов затраты на рабочую силу не включаются в стоимость станка. Вместо этого рассчитываются постоянные и эксплуатационные расходы. Затраты на рабочую силу затем добавляются отдельно. Иногда это делается в ситуациях, когда рабочий, связанный с оборудованием, работает в разное количество часов по сравнению с оборудованием. В этой статье труд включен в расчет машинной ставки.
3.2.1 Фиксированные затраты
Постоянные затраты — это те, которые могут быть заранее определены как накапливающиеся с течением времени, а не с темпом работы (Рисунок 3.1). Они не прекращаются, когда работа прекращается, и должны распределяться на часы работы в течение года. В постоянные затраты обычно включаются амортизация оборудования, проценты по инвестициям, налоги, хранение и страхование.
3.2.2 Операционные расходы
Операционные расходы напрямую зависят от скорости работы (рис. 3.1). Эти расходы включают в себя расходы на топливо, смазочные материалы, шины, техническое обслуживание и ремонт оборудования.
Рисунок 3.1 Модель затрат на оборудование.
3.2.3 Затраты на оплату труда
Затраты на рабочую силу — это затраты, связанные с наймом рабочей силы, включая прямую заработную плату, отчисления на питание, транспорт и социальные расходы, включая выплаты на здоровье и пенсию. Стоимость надзора также может быть разделена на затраты на рабочую силу.
Ставка станка — это сумма фиксированных плюс эксплуатационные расходы плюс затраты на оплату труда. Разделение затрат в этих классификациях произвольно, хотя правила бухгалтерского учета предполагают жесткую классификацию.Ключевым моментом является разделение затрат таким образом, чтобы было наиболее разумно объяснить стоимость эксплуатации людей и оборудования. Например, если основным фактором, определяющим стоимость утилизации оборудования, является скорость его морального износа, как, например, в компьютерной индустрии, амортизационные расходы в значительной степени зависят от времени, а не количества отработанных часов. Для грузовика, трактора или пилы основным фактором может быть фактическое время использования оборудования. Жизнь трактора можно рассматривать как песок в песочных часах, который может течь только в часы работы оборудования.
3.3.1 Закупочная цена (P)
Это фактическая стоимость приобретения оборудования, включая стандартные и дополнительные насадки, налоги с продаж и стоимость доставки. Цены обычно указываются на заводе или доставляются на месте. Заводская цена применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование на заводе и несет ответственность за отгрузку. С другой стороны, цена с доставкой применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование после его доставки.Цена с доставкой обычно включает фрахт, упаковку и страховку. Другие затраты, например, на установку, должны быть включены в первоначальные инвестиционные затраты. Специальное навесное оборудование иногда может иметь отдельную машинную ставку, если срок их службы отличается от срока службы основного оборудования и составляет важную часть стоимости оборудования.
3.3.2 Экономическая жизнь (N)
Это период, в течение которого оборудование может работать с приемлемыми эксплуатационными затратами и производительностью. Экономический срок службы обычно измеряется годами, часами или, в случае грузовиков и прицепов, километрами.Это зависит от множества факторов, включая физический износ, технологическое устаревание или изменение экономических условий. Физический износ может возникнуть из-за таких факторов, как коррозия, химическое разложение или износ в результате истирания, ударов и ударов. Это может быть следствием нормального и надлежащего использования, неправильного и неправильного использования, возраста, несоответствующего или недостаточного обслуживания или суровых условий окружающей среды. Изменяющиеся экономические условия, такие как цены на топливо, налоговые инвестиционные стимулы и процентная ставка, также могут повлиять на экономический срок службы оборудования.Примеры сроков владения некоторыми видами трелевочной и дорожно-строительной техники в зависимости от области применения и условий эксплуатации приведены в таблице 3.1. Поскольку срок службы выражается в часах работы, срок службы в годах получается путем обратной работы путем определения количества рабочих дней в году и расчетного количества рабочих часов в день. Для оборудования, которое работает очень мало часов в день, расчетный срок службы оборудования может быть очень большим, и необходимо проверить местные условия на предмет обоснованности оценки.
3.3.3 Остаточная стоимость (S)
Это определяется как цена, по которой оборудование может быть продано на момент его утилизации. Тарифы на бывшее в употреблении оборудование сильно различаются во всем мире. Однако на любом конкретном рынке подержанного оборудования факторами, которые имеют наибольшее влияние на стоимость при перепродаже или обмене, являются количество часов наработки машины во время перепродажи или обмена, тип работы и условия эксплуатации, при которых она работал, и физическое состояние машины.Какими бы ни были переменные, падение стоимости больше в первый год, чем во второй, больше во второй год, чем в третий и т. Д. Чем короче срок службы машины, тем выше процент потери стоимости за год. Например, в сельскохозяйственных тракторах, как правило, от 40 до 50 процентов стоимости машины теряется в первой четверти срока службы машины, а к середине срока службы теряется от 70 до 75 процентов стоимости. . Стоимость утилизации часто оценивается от 10 до 20 процентов от начальной покупной цены.
3.4.1 Амортизация
Целью начисления амортизационных отчислений является признание снижения стоимости машины по мере того, как она работает над определенной задачей. Он может отличаться от графика амортизации бухгалтера, который выбран для максимизации прибыли за счет преимуществ различных типов налогового законодательства и соответствует правилам бухгалтерского учета. Типичный пример такой разницы наблюдается, когда оборудование все еще работает много лет после того, как оно было «списано» или имеет нулевую «балансовую стоимость».
Графики амортизации варьируются от простейшего подхода, который представляет собой прямолинейное снижение стоимости, до более сложных методов, которые распознают изменяющуюся скорость потери стоимости с течением времени. Формула для годовых амортизационных отчислений с использованием предположения о прямолинейном снижении стоимости:
D = (P ‘- S) / N
, где P ‘- начальная закупочная цена за вычетом стоимости шин, троса или других деталей, которые подвергаются наибольшему износу и могут быть легко заменены без влияния на общее механическое состояние машины.
Таблица 3.1.a — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/
ЗОНА A | ЗОНА B | ЗОНА C | |
ГУСЕНИЧНЫЕ ТРАКТОРЫ | Скребки для буксировки, работы с большинством сельскохозяйственных дышлов, отвалом, отвалом угля и свалками.Без влияния. Прерывистая работа на полностью открытой дроссельной заслонке. | Производственный бульдозер в глинах, песках, гравии. Скребки с толкающей загрузкой, рыхление карьеров, большинство операций по расчистке земли и трелевке. Условия средней ударной нагрузки. | Рыхление тяжелых горных пород. Тандемное копирование. Погрузка и дремание в тяжелых породах. Работайте на каменных поверхностях. Условия продолжительного сильного удара. |
Малый | 12 000 часов | 10 000 часов | 8000 часов |
Большой | 22 000 часов | 18 000 часов | 15 000 часов |
МОТОГРАДЕРЫ | Ремонт легковых дорог.Отделка. Заводские и дорожные работы. Легкая снегоуборочная обработка. Большое количество путешествий. | Ремонт подъездных дорог. Строительство дорог, рытье. Распространение рыхлой насыпи. Озеленение, планировка земель. Летнее обслуживание дорог со средней и сильной уборкой снега зимой. Повышение использования грейдера. | Содержание дорог с твердым покрытием и каменной наброской. Распространение плотной насыпи. Рыхление-рыхление асфальта или бетона. Постоянно высокий коэффициент загрузки. Ударопрочный. |
20 000 часов | 15 000 часов | 12 000 часов | |
ЭКСКАВАТОРЫ | Подземное сооружение на небольшой глубине, при котором экскаватор устанавливает трубу и копает грунт всего 3 или 4 часа в смену.Свободнотекучий материал с низкой плотностью и незначительный удар или его отсутствие. Большинство механизмов обработки металлолома. | Массовые выемки или рытье траншей, при которых машина все время копает в естественных глинистых почвах. Немного путешествий и стабильной работы на полном газу. Большинство приложений для загрузки журналов. | Непрерывная рытье траншей или погрузка самосвалом в скальные или рыхлые грунты. Большое количество путешествий по пересеченной местности. Машина непрерывно работает на каменном полу с постоянным высоким коэффициентом нагрузки и высокой ударной нагрузкой. |
12 000 часов | 10 000 часов | 8000 часов |
1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.
Таблица 3.1.b — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/
ЗОНА A | ЗОНА B | ЗОНА C | |
КОЛЕСНЫЕ БЛОКИРОВКИ | Прерывистый занос на короткие дистанции, без настила.Хорошие грунтовые условия: ровная местность, сухой пол, почти нет пней. | Непрерывный поворот, устойчивое трелевание на средние расстояния с умеренным настилом. Хорошее покрытие под ногами: сухой пол с небольшим количеством пней и постепенно перекатывающейся поверхностью. | Непрерывный поворот, стабильная трелевка на большие расстояния с частой укладкой настила. Плохие полы: мокрый пол, крутые склоны и многочисленные пни. |
12 000 часов | 10 000 часов | 8000 часов | |
СКРЕБОКИ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ | Ровные или благоприятные переезды на хороших подъездных дорогах.Без влияния. Легко загружаемые материалы. | Различные условия погрузки и транспортировки. Дальние и короткие перевозки. Неблагоприятные и благоприятные оценки. Некоторое воздействие. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ. | Условия сильного удара, например, погрузка рваной породы. Перегрузка. Условия постоянного высокого общего сопротивления. Грунтовые дороги. |
Малый | 12 000 часов | 10 000 часов | 8000 часов |
Большой | 16 000 часов | 12 000 часов | 8000 часов |
АВТОМОБИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ТРАКТОРЫ | Использование в шахтах и карьерах с правильно подобранным погрузочным оборудованием.Подъездные дороги в хорошем состоянии. Также строительное использование при вышеуказанных условиях. | Различные условия погрузки и транспортировки. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ. | Постоянно плохие дорожные условия для перевозки грузов. Сильная перегрузка. Негабаритная погрузочная техника. |
25 000 часов | 20 000 часов | 15 000 часов | |
КОЛЕСНЫЕ ТРАКТОРЫ И КОМПАКТОРЫ | Легкие коммунальные работы.Складские работы. Тяговые компакторы. Дремлющая рыхлая насыпь. Без влияния. | Производственный бульдозер, погрузка глин, песков, илов, рыхлого гравия. Уборка лопатой. Использование уплотнителя. | Производство бульдозеров в горных породах. Толчок в каменистых карьерах для боулдеринга. Условия сильного удара. |
15 000 часов | 12 000 часов | 8000 часов |
1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.
Таблица 3.1.c — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/
ЗОНА A | ЗОНА B | ЗОНА C | |
КОЛЕСНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ | Прерывистая загрузка грузовиков со склада, загрузка бункера на твердые, гладкие поверхности.Сыпучие материалы с низкой плотностью. Коммунальные работы в государственных и промышленных приложениях. Легкая снегоуборочная обработка. Загружайте и переносите по хорошей поверхности на короткие расстояния без уклонов. | Автопогрузка непрерывного действия со склада. Материалы от низкой до средней плотности в ведре подходящего размера. Загрузка бункера с низким и средним сопротивлением качению. Погрузка из банка в хорошем копании. Загружайте и переносите по плохим поверхностям и небольшим уклонам. | Погрузочно-разгрузочная порода (крупногабаритные погрузчики).Обработка материалов высокой плотности с помощью машины с противовесом. Стабильная загрузка с очень плотных берегов. Непрерывная работа на шероховатых или очень мягких поверхностях. Загружать и переносить в тяжелых условиях копания; путешествовать на большие расстояния по плохим поверхностям с плохими уклонами. |
Малый | 12 000 часов | 10 000 часов | 8000 часов |
Большой | 15 000 часов | 12 000 часов | 10 000 часов |
ГУСЕНИЧНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ | Периодическая загрузка грузовиков со склада.Минимальные путевые, поворотные. Сыпучие материалы с низкой плотностью со стандартным ковшом. Без влияния. | Выемка берегов, прерывистая рыхление, рытье фундамента из естественных глин, песков, илов, гравия. Некоторое путешествие. Стабильная работа на полном газу. | Погрузка дробленой породы, булыжника, ледникового тилла, калиши. Работа сталелитейного завода. Материалы высокой плотности в стандартном ковше. Непрерывная работа на каменных поверхностях. Большой объем рыхления плотных каменистых материалов.Состояние сильного удара. |
12 000 часов | 10 000 часов | 8000 часов |
1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.
3.4.2 Проценты
Проценты — это стоимость использования денежных средств в течение определенного периода времени. Инвестиционные фонды могут быть взяты в долг или взяты из сбережений или капитала. В случае заимствования процентная ставка устанавливается кредитором и варьируется в зависимости от местности и кредитного учреждения.Если деньги поступают от сбережений, то в качестве процентной ставки используются альтернативные издержки или ставка, которую эти деньги могли бы заработать, если бы их вложили в другое место. В практике бухгалтерского учета частных фирм могут игнорироваться проценты по оборудованию на том основании, что проценты являются частью прибыли и, следовательно, не являются надлежащим начислением с действующего оборудования. Хотя это разумно с точки зрения бизнеса в целом, исключение таких сборов может привести к развитию нереалистичных сравнительных показателей между машинами с низкой и высокой начальной стоимостью.Это может привести к ошибочным решениям при выборе оборудования.
Проценты можно рассчитать одним из двух методов. Первый способ — умножить процентную ставку на фактическую стоимость оставшегося срока службы оборудования. Второй более простой метод — умножить процентную ставку на среднегодовые инвестиции.
Для линейной амортизации среднегодовые инвестиции AAI рассчитываются как
AAI = (P — S) (N + 1) / (2N) + S
Иногда коэффициент 0.6-кратная стоимость доставки используется как приблизительное значение среднегодовых инвестиций.
3.4.3 Налоги
Многие владельцы оборудования должны платить налоги на имущество или некоторые виды налога на использование оборудования. Налоги, как и проценты, могут быть рассчитаны либо путем умножения расчетной ставки налога на фактическую стоимость оборудования, либо путем умножения ставки налога на среднегодовые инвестиции.
3.4.4 Страхование
Большинство владельцев частного оборудования имеют один или несколько страховых полисов от повреждений, пожаров и других разрушительных событий.Государственные собственники и некоторые крупные собственники могут быть застрахованы самостоятельно. Можно утверждать, что стоимость страхования — это реальная стоимость, отражающая риск для всех владельцев, и что следует допускать некоторую поправку на разрушительные события. Непредвидение риска разрушительных событий аналогично непризнанию риска пожара или повреждения насекомыми при планировании отдачи от управления лесом. Страховые расчеты производятся так же, как проценты и налоги.
3.4.5 Хранение и защита
Затраты на хранение оборудования и защиту в нерабочее время являются фиксированными расходами, в значительной степени не зависящими от часов использования.Затраты на хранение и защиту должны распределяться на общее время использования оборудования.
Эксплуатационные расходы, в отличие от постоянных затрат, меняются пропорционально часам работы или использования. Они зависят от множества факторов, многие из которых в некоторой степени находятся под контролем оператора или владельца оборудования.
3.5.1 Техническое обслуживание и ремонт
Эта категория включает в себя все: от простого обслуживания до периодического ремонта двигателя, трансмиссии, сцепления, тормозов и других компонентов основного оборудования, износ которых в основном происходит пропорционально использованию.Использование оператором оборудования или злоупотребление им, суровые условия труда, политика технического обслуживания и ремонта, а также основной дизайн и качество оборудования — все это влияет на затраты на техническое обслуживание и ремонт.
Стоимость периодического ремонта основных компонентов может быть оценена на основе руководства пользователя и местных затрат на детали и труд, или путем консультации с производителем. Ценный источник — опыт другого владельца с аналогичным оборудованием и учет затрат в типичных условиях работы.Если опытные владельцы или записи о расходах недоступны, почасовые затраты на техническое обслуживание и ремонт можно оценить как процент от почасовой амортизации (Таблица 3.2).
ТАБЛИЦА 3.2. Ставки технического обслуживания и ремонта в процентах от почасовой амортизации выбранного оборудования.
Станок | Процентная ставка |
Трактор гусеничный | 100 |
Сельскохозяйственный трактор | 100 |
Трелевочный трактор с резиновыми колесами и фиксаторами троса | 50 |
Трелевочный трактор на резиновой ходовой части с грейфером | 60 |
Погрузчик с тросовым захватом | 30 |
Погрузчик с гидравлическим грейфером | 50 |
Электропила | 100 |
Валочно-пакетирующая машина | 50 |
3.5.2 Топливо
Норма расхода топлива для единицы оборудования зависит от объема двигателя, коэффициента нагрузки, состояния оборудования, привычек оператора, условий окружающей среды и базовой конструкции оборудования.
Для определения почасовой стоимости топлива общая стоимость топлива делится на время работы оборудования. Если записи о расходе топлива недоступны, можно использовать следующую формулу для оценки литров топлива, израсходованного на машинный час:
где LMPH — это литры, израсходованные на машинный час, K — килограмм топлива, израсходованный на тормоз, л.с. / час, GHP — полная мощность двигателя при регулируемых оборотах двигателя, LF — коэффициент нагрузки в процентах, а KPL — вес топлива в кг / литр.Типичные значения приведены в таблице 3.3. Коэффициент нагрузки — это отношение средней используемой мощности к полной мощности на маховике.
ТАБЛИЦА 3.3. Вес, нормы расхода топлива и коэффициенты нагрузки для дизельных и бензиновых двигателей.
Двигатель | Вес | Расход топлива | Коэффициент нагрузки | ||
Низкая | Средняя | Высокая | |||
Бензин | 0.72 | 0,21 | 0,38 | 0,54 | 0,70 |
Дизель | 0,84 | 0,17 | 0.38 | 0,54 | 0,70 |
3.5.3 Смазочные материалы
Сюда входят моторное масло, трансмиссионное масло, масло главной передачи, консистентная смазка и фильтры. Норма потребления зависит от типа оборудования, рабочих условий (температуры), конструкции оборудования и уровня обслуживания. При отсутствии местных данных расход смазочного материала в литрах в час для трелевочных тракторов, тракторов и фронтальных погрузчиков можно оценить как
Q =.0006 × GHP (картерное масло)
Q = .0003 × GHP (трансмиссионное масло)
Q = .0002 × GHP (бортовые передачи)
Q = .0001 × GHP (гидравлическое управление)
Эти формулы включают нормальную замену масла и отсутствие утечек. Их следует увеличить на 25 процентов при работе в сильной пыли, глубокой грязи или воде. В машинах со сложной гидравлической системой высокого давления, такой как форвардеры, переработчики и харвестеры, расход гидравлических жидкостей может быть намного больше. Еще одно практическое правило: смазочные материалы и консистентная смазка стоят от 5 до 10 процентов стоимости топлива.
3.5.4 Шины
Из-за более короткого срока службы шины считаются эксплуатационными расходами. На стоимость шин влияют привычки оператора, скорость транспортного средства, состояние поверхности, положение колес, нагрузки, относительное время, затрачиваемое на повороты, и уклоны. Для внедорожного оборудования, если местный опыт недоступен, следующие категории срока службы шин, основанные на режиме отказа шины, могут быть использованы в качестве рекомендаций со сроком службы шин, указанным в Таблице 3.4.
В зоне А почти все шины изнашиваются до протектора от истирания до выхода из строя.В зоне B изнашивается большинство шин, но некоторые из них выходят из строя преждевременно из-за порезов, разрывов и не подлежащих ремонту проколов. В зоне C очень немногие шины изнашиваются, если вообще не проходят через протектор до выхода из строя из-за порезов.
ТАБЛИЦА 3.4. Указания по ресурсу шин внедорожной техники
Оборудование | Срок службы шин, часов | ||
Зона A | Зона B | Зона C | |
Автогрейдеры | 8000 | 4500 | 2500 |
Скребки колесные | 4000 | 2250 | 1000 |
Погрузчики колесные | 4500 | 2000 | 750 |
Скиддеры | 5000 | 3000 | 1500 |
Грузовики | 5000 | 3000 | 1500 |
Затраты на рабочую силу включают прямые и косвенные платежи, такие как налоги, страховые выплаты, питание, жилищные субсидии и т. Д.При расчете расценок на машины необходимо тщательно учитывать затраты на рабочую силу, поскольку часы, в течение которых они работают, часто отличаются от часов работы соответствующего оборудования. Важно, чтобы пользователь определил свое соглашение, а затем использовал его последовательно. Например, при валке леса пила редко работает более 4 часов в день, даже если резак может работать 6 и более часов, а оплата за него может составлять 8 часов, включая проезд. Если производительность валки основана на шестичасовом рабочем дне с двухчасовым перемещением, то при расчете производительности машины для оператора с электропилой следует учитывать 4 часа использования механической пилы и восемь часов рабочего времени для шестичасового производства.
Представление о том, что люди или оборудование работают с постоянной скоростью, является абстракцией, которая облегчает измерения, ведение записей, оплату и анализ. Однако есть некоторые рабочие циклы, которые требуют таких переменных усилий, что более полезно построить машинные скорости для частей цикла. Одним из важных случаев является расчет машинной нормы для грузовика. Когда лесовоз ожидает загрузки, загружается и выгружается, его расход топлива, износ шин и другие эксплуатационные расходы не возникают.Или, если эти расходы понесены, они будут значительно снижены. Для стоячего грузовика часто строится другая ставка машины с использованием только фиксированных затрат и затрат на рабочую силу для этой части цикла. Амортизация грузовика может быть включена частично или полностью.
Если для оценки удельной стоимости грузового транспорта использовалась одна машинная ставка, и это значение было преобразовано в стоимость тонно-км или $ / м 3 -км стоимости без удаления «фиксированных» затрат на погрузку и разгрузку, тогда «переменная» стоимость транспорта была бы завышена.Это может привести к ошибочным результатам при выборе между дорожными стандартами или маршрутами перевозки.
Расчет нормы содержания животных аналогичен машинной норме, но виды затрат различаются и заслуживают дополнительного обсуждения.
3.8.1 Фиксированная стоимость
Фиксированная стоимость включает инвестиционные затраты на животное или упряжку, упряжь, ярмо, тележку, лесозаготовительные цепи и любые другие инвестиции со сроком службы более одного года. Другие постоянные расходы включают содержание животных.
Закупочная цена животного может включать запасных животных, если условия работы требуют, чтобы животное отдыхало дольше ночи, например, через день. Чтобы исключить возможность необратимой травмы, покупная цена животного может быть увеличена, чтобы включить дополнительных животных. В остальных случаях несчастные случаи могут быть учтены в страховой премии. Стоимость утилизации животного имеет то же определение, что и машинная ставка, но в случае животного стоимость утилизации часто определяется его продажной стоимостью мяса.Среднегодовые инвестиции, проценты по инвестициям, а также любые налоги или лицензии рассматриваются так же, как и для оборудования. Чтобы найти общие постоянные затраты на животных, постоянные затраты на животное, тележку, шлейку и прочие инвестиции можно рассчитать отдельно, поскольку они обычно имеют разную продолжительность жизни, а почасовые затраты складываются.
Расходы на содержание животных, которые не зависят напрямую от отработанного времени, включают аренду пастбищ, пищевые добавки, лекарства, вакцинацию, ветеринарные услуги, обувь, услуги переправы и любой уход в нерабочее время, такой как кормление, стирка или охрана.Можно утверждать, что потребности в питании и уходе связаны с отработанным временем, и некоторая часть этих затрат может быть включена в операционные расходы. Площадь пастбищ (га / животное) можно оценить, разделив норму потребления животных (кг / животное / месяц) на норму производства кормов (кг / га / месяц). Пищевые добавки, лекарства, вакцинацию и расписание ветеринаров можно получить из местных источников, таких как агенты по распространению сельскохозяйственных знаний.
3.8.2 Операционные расходы
Эксплуатационные расходы включают затраты на ремонт и техническое обслуживание подвесных систем, тележек и прочего оборудования.
3.8.3 Затраты на оплату труда
Стоимость рабочей силы в ставке для животных указана для погонщика животных (и любых помощников). Для полных лет работы он рассчитывается как годовые затраты на рабочую силу, включая социальные расходы, деленные на среднее количество рабочих дней или часов для водителя (и любых помощников).
Примеры расценок на мотопилу, трактор, упряжку волов и грузовик приведены в следующих таблицах. Хотя показатели машин в таблицах с 3.5 по 3.8 используют один и тот же общий формат, существует возможность гибкого представления затрат, зависящих от типа машины, особенно при расчете эксплуатационных затрат. Для мотопилы (таблица 3.5) основные эксплуатационные расходы связаны с цепью, шиной и звездочкой, поэтому они были разбиты отдельно. Для волов (таблица 3.7) постоянные затраты были разделены на основные компоненты затрат, относящиеся к содержанию животных, в дополнение к амортизации. Для грузовика (таблица 3.8) затраты были разделены на затраты на стояние и путевые расходы, чтобы различать затраты, когда грузовик стоит, загружается или выгружается, по сравнению с путевыми расходами.
ТАБЛИЦА 3.5 Расчет производительности станка для пилы 1
Машина: | Описание — Электропила McCulloch Pro Mac 650 | |||
Двигатель куб.см | 60 | Стоимость доставки | 400 | |
Срок службы в часах | 1000 | часов в год | 1000 | |
Топливо: | Тип | Газ | Цена за литр | 0.56 |
Рабочий: | Ставка за сутки | 5,50 | Социальные расходы | 43,2% |
Компонент затрат | Стоимость / час | ||
(а) | Амортизация |
| 0.36 |
(б) | Процентная ставка |
| 0,03 |
(в) | Страхование |
| 0,01 |
(г) | Налоги |
| – |
(д) | Трудовые отношения |
| 1.89 2 |
где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде | |||
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО | 2,29 | ||
(ж) | Топливо | = 0,86 л / час × 0,95 × CL +0,86 л / час × 0,05 × CO) | 0,51 |
где CL = стоимость газа, CO = стоимость нефти | |||
(г) | Смазочное масло для шины и цепи = Расход топлива / 2.5 × CO | 0,45 | |
(в) | Сервисное обслуживание и ремонт = 1,0 × амортизация | 0,36 | |
(i) | Цепь, шина и звездочка | 0,67 | |
(к) | Другое | 0,22 | |
ИТОГО | 4.50 3 |
1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Работа из расчета 240 дней в году.
3 Добавьте 0,04, если приобретена резервная пила.
ТАБЛИЦА 3.6 Расчет нормы машины для трактора 1
Машина: | Описание — CAT D-6D PS | |||
Полная мощность, л.с. | 140 | Стоимость доставки | 142,000 2 | |
Срок службы в часах | 10 000 | часов в год | 1,000 | |
Топливо: | Тип | Дизель | Цена за литр | .44 |
Рабочий: | Ставка за сутки | 12,00 | Социальные расходы | 43,2% |
Справка: | Ставка за сутки | 5,00 | Социальные расходы | 43,2% |
Компонент затрат | Стоимость / час | ||
(а) | Амортизация |
| 12.78 |
(б) | Процентная ставка |
| 8,52 |
(в) | Страхование |
| 2,56 |
(г) | Налоги |
| 1.70 |
(д) | Трудовые отношения |
| 5,84 3 |
где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде | |||
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО | 31,40 | ||
(ж) | Топливо | =.20 × GHP × LF × CL | 6,65 |
где | GHP = полная мощность двигателя | ||
(г) | Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива | 0,67 | |
(в) | Сервисное обслуживание и ремонт = 1.0 × амортизация | 12,78 | |
(i) | Другое (кабель, разное) | 5,00 | |
ИТОГО | 56,50 |
1 Все расходы указаны в долларах США.
2 С отвалом, ROPS, лебедкой, цельной аркой.
3 Работа из расчета 240 дней в году.
ТАБЛИЦА 3.7 Расчет скорости машины для бригады волов 1
Описание | — Пара волов для трелевки | |||
Полная мощность, л.с. | – | Стоимость доставки | 2,000 | |
Срок службы в годах | 5 | дней в году | 125 | |
Трудовые отношения | Ставка за сутки | 7.00 | Социальные расходы | 43,2% |
Компонент затрат | Стоимость в день | ||
(а) | Амортизация |
| 2,08 2 |
(б) | Процентная ставка |
| 0.96 |
(в) | Налоги |
| – |
(г) | Пастбище |
| 1,10 |
(д) | Пищевые добавки | 1,36 | |
(ж) | Медицина и ветеринария | 0.27 | |
(г) | Драйвер |
| 10,02 3 |
где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде | |||
(в) | Кормление и уход в нерабочее время | 2,62 | |
(i) | Другое (жгуты и цепи) | 1.00 | |
ИТОГО | 19,41 |
1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Быков проданы на мясо через 5 лет.
3 Погонщик работает с двумя парами волов, 250 дней в году.
ТАБЛИЦА 3.8 Расчет производительности машины для грузовика 1
Машина: | Описание — Ford 8000 LTN | ||||||
Полная мощность, л.с. | 200 | Стоимость доставки | 55 000 | ||||
Срок службы в часах | 15 000 | часов в год | 1,500 | ||||
Топливо: | Тип | Дизель | Цена за литр | .26 | |||
Шины: | Размер | 10 × 22 | Тип Радиальный | Номер 10 | |||
Трудовые отношения | Ставка за сутки | 12,00 | Социальные расходы | 43,2% |
Компонент затрат | Стоимость / час | |||
(а) | Амортизация |
| 3.12 | |
(б) | Процентная ставка |
| 2,20 | |
(в) | Страхование |
| 0,66 | |
(г) | Налоги |
| 0.44 | |
(д) | Трудовые отношения |
| 3,30 2 | |
где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде | ||||
Постоянная стоимость | ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО | 9,72 | ||
(ж) | Топливо | =.12 × GHP × CL | 6,24 | |
где CL = стоимость литра топлива | ||||
(г) | Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива | 0,62 | ||
(в) | Сервисное обслуживание и ремонт = 1,5 × амортизация | 4,68 | ||
(i) | Шины = |
| 2.40 | |
(к) | Другое (цепи, натяжители) | 0,20 | ||
Путевые расходы | ИТОГО | 23,86 |
1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Работа составляет 240 дней плюс 20% сверхурочных
Калькулятор сечения заземляющего провода
Калькулятор сечения заземляющего проводника рассчитает правильный размер заземляющего проводника для заземляющих кабельных каналов и оборудования. на основе номинального тока или настройки автоматического устройства защиты от перегрузки по току в цепи перед оборудованием.Это основано на таблице 250.122 NEC (NFPA 70®: National Electrical Code® (NEC®), издание 2014 г.).
Калькулятор сечения заземляющего провода
Введите приведенную ниже информацию, чтобы рассчитать соответствующий сечение заземляющего проводника.
Выберите номинальный ток или настройку автоматического устройства защиты от максимального тока в цепи перед оборудованием, не превышающей: -15 Ампер20 Ампер30 Ампер40 Ампер60 Ампер100 Ампер200 Ампер300 Ампер400 Ампер500 Ампер600 Ампер800 Ампер1000 Ампер1200 Ампер1600 Ампер2000 Ампер2500 Ампер3000 Ампер4000 Ампер5000 Ампер6000 АмперМатериал проводника | Размер провода (AWG или kcmil) |
---|---|
Медь | – |
Алюминий | – |
Примечание: Всегда соблюдайте NEC, если размер заземляющего провода оборудования должен быть больше значений, указанных в этом калькуляторе.
Источник: NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, таблица 250.122
Чтобы рассчитать размер провода для цепи, используйте калькулятор размера провода или расширенный калькулятор размера провода. Чтобы рассчитать допустимую нагрузку на провод для цепи, используйте Калькулятор допустимой нагрузки на провод или Расширенный калькулятор допустимой нагрузки на провод.
Для длинных проводов, где может возникнуть падение напряжения, используйте Калькулятор падения напряжения для определения правильного размера проводника и максимального значения. длина цепи.Посетите страницу «Таблицы», чтобы просмотреть справочные таблицы, такие как «Максимальная допустимая нагрузка для токонесущих проводников».
Посетите Условия использования и Политику конфиденциальности этого сайта. Ваше мнение очень ценится. Сообщите нам, как мы можем улучшить.
Как возникают электрические пожары?
Электрические пожары распространены как в коммерческих, так и в жилых помещениях. По данным Международного фонда электробезопасности, ежегодно происходит более 50 000 домашних электрических пожаров, почти 500 смертей и более 1400 травм.Ущерб, нанесенный жилью, составляет более 1 миллиарда долларов. Что касается коммерческой деятельности, то, по данным Управления пожарной безопасности США, из-за неисправности электросети возникло 8 200 пожаров, на общую сумму 431 миллион долларов США убытков в 2017 году. Поскольку электрические пожары становятся все более распространенными, жилые дома и коммерческие предприятия должны принимать меры.
Что такое электрический пожар?
Отказ или неисправность электрических компонентов оборудования или механизмов могут вызвать электрический пожар.Возгорание электрических цепей происходит в электрических проводах, кабелях, автоматических выключателях и в электрических компонентах. Пожары в электрических панелях возникают из-за перегрузки цепей или возраста панели. Панель и цепи перегружаются из-за недостаточного распределения электроэнергии. Иногда осветительное оборудование действует как источник тепла, находящийся слишком близко к легковоспламеняющимся материалам.
Распространенные причины электрических пожаров
В 2018 году наше глобальное потребление энергии составило 62 миллиарда кВтч в день.Мы в значительной степени полагаемся на электричество, которое питает наши предприятия, дома и, в случае растущего числа, наши автомобили. Не думайте, что ваши электрические системы работают должным образом, потому что они работают без проблем изо дня в день. Электрические системы представляют собой постоянную опасность пожара. Понимание распространенных причин электрических возгораний и выполнение профилактических мер по обслуживанию электрических систем снизят вероятность возгорания.
Плохое обслуживание
Плохое техническое обслуживание — основная причина возгорания электроэнергии.Регулярное обслуживание электрических панелей снизит риск возгорания. Техническое обслуживание включает удаление грязи и пыли, а также проверку и замену неисправных автоматических выключателей. Перегибы в проводке вызывают электрическое сопротивление внутри провода, которое создает тепло и может вызвать электрический пожар. Дуга может привести к возгоранию и возникает в электрических панелях и корпусах, изношенных проводах и удлинительных шнурах и даже в поврежденных зарядных устройствах для телефонов.
Старое оборудование и техника
Старение оборудования и приборов вызывает ошеломляющее количество электрических пожаров.По данным Управления пожарной безопасности США, 19% пожаров в нежилых зданиях и 13% пожаров в жилых домах вызваны неисправностями оборудования, бытовой техники или электроснабжения. Замена устаревших и неисправных цепей в электрических панелях, оборудовании и приборах снижает риск возгорания.
Несоблюдение правил безопасности
В связи с ростом спроса на электроэнергию важно быть в курсе правил безопасности. Старая проводка, которая не поддерживает текущий спрос, обычна в старых домах и старых коммерческих помещениях.Электропроводка с ухудшающимся покрытием или провода могут легко вызвать дугу и вызвать возгорание, особенно если провод не соответствует силе тока цепи. Чем выше номинальная сила тока цепи, тем больше должны быть провода, чтобы избежать перегрева, который может расплавить провода и вызвать возгорание. Если вспышка дуги все же произойдет, она может достигнуть температуры до 1000 градусов. Покрытие проволоки выдерживает только около 200 градусов. Убедиться, что проводка соответствует силе тока цепи и не имеет дефектов, — это простой способ предотвратить электрические возгорания.
Электрощиты и автоматические выключатели
Автоматический выключатель защищает электрическую цепь от повреждения, автоматически отключая питание цепи. Автоматические выключатели срабатывают из-за перегрузки цепей, скачков или скачков напряжения, короткого замыкания или замыкания на землю. Если автоматический выключатель выходит из строя, он может повредить приборы или оборудование в цепи или привести к пожару. Своевременное обновление вашей электрической панели и автоматических выключателей снижает частоту отказов. Некоторые из предупреждающих знаков о том, что вам необходимо заменить цепи, — это запах гари в электрической панели, частые срабатывания выключателей или невозможность их возврата в исходное состояние, физические повреждения и старость.
Как потушить пожар в электрощите
Существует несколько классов пожаров, и электрические пожары подпадают под категорию класса C. В случае возгорания электрического щита не пытайтесь тушить его водой. Попытка потушить пожар водой только ухудшит ситуацию и подвергнет вас и окружающих большей опасности. Вода проводит электричество, и проливание воды на источник питания или рядом с ним может привести к серьезному поражению электрическим током. Это могло бы даже усугубить пожар.
Два варианта тушения возгорания электрической панели — это ручной огнетушитель или автоматическая система пожаротушения. При использовании огнетушителя убедитесь, что он соответствует требованиям к тушению пожаров класса C. Недостатком использования огнетушителя является необходимость присутствия человека при возникновении пожара. Человеку нужно будет схватить огнетушитель, открыть электрическую панель и выпустить из огнетушителя средство для тушения пожара.
Для круглосуточной защиты электрического щита идеальным выбором является автоматическая система пожаротушения.Пневматическая трубка обнаружения пожара проходит через электрическую панель и подключается к баллону, содержащему средство пожаротушения. В случае пожара трубка лопнет и задействует агент для тушения пожара. Для электрических панелей мы рекомендуем использовать чистящее средство. Чистящее средство не оставляет следов и не вредит людям. Он не токопроводит и не вызывает коррозии и не повредит электрическую панель.
Для домовладельца или владельца коммерческого предприятия возгорание в электросети представляет реальную угрозу.К сожалению, это обычное явление. Вы должны помнить об этом при установке или обновлении вашей электрической системы и при выполнении общего технического обслуживания. Принятие профилактических мер снизит риск возгорания электрического щита.
Где машины могут заменить людей — а где нет (пока)
Поскольку технологии автоматизации , такие как машинное обучение и робототехника, играют все более важную роль в повседневной жизни, неудивительно, что их потенциальное влияние на рабочее место стало основным предметом исследований и общественного внимания.Дискуссия имеет тенденцию к манихейской игре в догадки: какие рабочие места заменят машины?
На самом деле, как показали наши исследования, в этой истории больше нюансов. В то время как автоматизация полностью устранит очень немногие профессии в следующем десятилетии, она затронет части почти всех рабочих мест в большей или меньшей степени, в зависимости от типа работы, которую они влекут за собой. Автоматизация, выходящая сегодня за рамки рутинной производственной деятельности, может, по крайней мере, с точки зрения ее технической осуществимости, трансформировать такие секторы, как здравоохранение и финансы, которые требуют значительной доли интеллектуального труда.
Видео
От научной фантастики к бизнес-фактамМайкл Чуи из McKinsey объясняет, как автоматизация меняет работу.
Эти выводы основаны на нашем подробном анализе более 2000 видов трудовой деятельности для более чем 800 профессий. Используя данные Бюро статистики труда США и O * Net, мы подсчитали количество времени, затрачиваемого на эти действия в экономике США, и техническую осуществимость автоматизации каждого из них.Полные результаты, которые появятся в начале 2017 года, будут включать в себя несколько других стран, но мы опубликовали некоторые первоначальные результаты в конце прошлого года, а сейчас мы работаем над дополнительными промежуточными результатами.
В прошлом году мы показали, что продемонстрированные в настоящее время технологии могут автоматизировать 45 процентов видов деятельности, за выполнение которых людям платят, и что около 60 процентов всех профессий могут обеспечить автоматизацию 30 или более процентов составляющих их деятельности, опять же с помощью технологий, доступных сегодня. В этой статье мы исследуем техническую осуществимость с использованием продемонстрированных в настоящее время технологий автоматизации трех групп профессиональной деятельности: наиболее восприимчивых, менее восприимчивых и наименее восприимчивых к автоматизации.В рамках каждой категории мы обсуждаем секторы и профессии, в которых роботы и другие машины с наибольшей — и наименьшей — вероятностью будут заменять те виды деятельности, которые люди в настоящее время выполняют. Ближе к концу статьи мы обсудим, как развивающиеся технологии, такие как генерация естественного языка, могут изменить мировоззрение, а также некоторые последствия для руководителей высшего звена, которые возглавляют все более автоматизированные предприятия.
Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту.Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]Понимание потенциала автоматизации
Обсуждая автоматизацию, мы имеем в виду потенциал того, что данное действие может быть автоматизировано за счет применения продемонстрированных в настоящее время технологий, то есть, является ли автоматизация этой деятельности технически осуществимой . Каждое занятие состоит из нескольких видов деятельности, каждый из которых имеет разную степень технической осуществимости.На Приложении 1 перечислены семь выявленных нами групп деятельности высшего уровня. Например, занятия в розничной торговле включают в себя такие действия, как сбор или обработка данных, взаимодействие с покупателями и настройка демонстрации товаров (что мы классифицируем как физическое перемещение в предсказуемой среде). Поскольку все эти составляющие деятельности имеют разный потенциал автоматизации, мы делаем общую оценку для сектора, исследуя время, которое рабочие тратят на каждую из них в течение рабочей недели.
Приложение 1
Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]Техническая осуществимость является необходимым предварительным условием для автоматизации, но не полным предиктором того, что деятельность будет автоматизирована. Второй фактор, который следует учитывать, — это стоимость разработки и развертывания как аппаратного, так и программного обеспечения для автоматизации.Стоимость рабочей силы и связанная с ней динамика спроса и предложения представляют собой третий фактор: если рабочих много и они значительно дешевле, чем автоматизация, это может быть решающим аргументом против нее. Четвертый фактор, который следует учитывать, — это выгоды, выходящие за рамки замещения рабочей силы, включая более высокий уровень выпуска, лучшее качество и меньшее количество ошибок. Часто они больше, чем затраты на рабочую силу. Также необходимо взвесить нормативные и общественные вопросы, такие как степень приемлемости машин в любой конкретной обстановке.Теоретически робот может заменить, например, некоторые функции медсестры. Но на данный момент перспектива того, что это действительно может произойти очень заметным образом, может оказаться неприятной для многих пациентов, ожидающих контакта с людьми. Возможность автоматизации закрепиться в секторе или профессии отражает тонкое взаимодействие между этими факторами и компромиссами между ними.
Даже когда машины берут на себя часть человеческой деятельности в какой-либо профессии, это не обязательно означает конец работы в этой сфере деятельности.Напротив, их количество иногда увеличивается в профессиях, которые были частично автоматизированы, потому что общий спрос на их оставшиеся виды деятельности продолжает расти. Например, широкомасштабное развертывание сканеров штрих-кода и связанных с ними систем кассовых терминалов в Соединенных Штатах в 1980-х годах снизило затраты на рабочую силу в расчете на один магазин примерно на 4,5 процента, а стоимость покупаемых потребителями продуктов питания — на 1,4 процента. Это также позволило ввести ряд нововведений, в том числе увеличить рекламные акции.Но кассиры по-прежнему нужны; фактически, их занятость росла в среднем более чем на 2 процента в период с 1980 по 2013 год.
Хотите узнать больше о Глобальном институте McKinsey?Самая автоматизируемая деятельность
Почти пятая часть времени, проводимого на рабочих местах в США, связана с физическими упражнениями или работой с механизмами в предсказуемой среде: рабочие выполняют определенные действия в хорошо известных условиях, где изменения относительно легко предвидеть.Мы оцениваем техническую осуществимость автоматизации таких действий за счет адаптации и принятия имеющихся в настоящее время технологий в 78 процентов, что является высшим из семи наших категорий верхнего уровня (Приложение 2). Поскольку предсказуемая физическая активность занимает видное место в таких секторах, как производство, общественное питание и жилье, а также розничная торговля, они наиболее подвержены автоматизации, основанной только на технических соображениях.
Приложение 2
Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту.Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]На производстве, например, выполнение физических действий или работа с оборудованием в предсказуемой среде составляет одну треть всего рабочего времени. Деятельность варьируется от упаковки продукции до погрузки материалов на производственное оборудование, сварки и обслуживания оборудования. Из-за преобладания такой предсказуемой физической работы около 59 процентов всей производственной деятельности можно автоматизировать с учетом технических соображений.Однако за общей технической осуществимостью скрываются значительные расхождения. Например, в сфере производства 90 процентов того, что делают сварщики, резаки, паяльные машины и паяльные машины, имеет технический потенциал для автоматизации, но для представителей службы поддержки клиентов этот потенциал составляет менее 30 процентов. Потенциал также варьируется в зависимости от компании. Наша работа с производителями позволяет выявить широкий диапазон уровней принятия — от компаний с непоследовательным или незначительным использованием автоматизации до весьма опытных пользователей.
Производство, при всем его техническом потенциале, является лишь вторым наиболее легко автоматизируемым сектором экономики США. Сектор обслуживания занимает первое место: жилье и общественное питание, где почти половина всего рабочего времени связана с предсказуемой физической активностью и работой оборудования, включая приготовление, приготовление или подачу еды; уборка помещений для приготовления пищи; приготовление горячих и холодных напитков; и сбор грязной посуды. Согласно нашему анализу, 73% работ, выполняемых в сфере общественного питания и проживания, могут быть автоматизированы по техническим причинам.
Кое-что из этого потенциала знакомо. Например, автоматы или автоматизированные кафетерии используются уже давно. Теперь рестораны тестируют новые, более сложные концепции, такие как самообслуживание или даже роботизированные серверы. Такие решения, как робот для приготовления гамбургеров Momentum Machines, который, как сообщается, может собирать и готовить 360 гамбургеров в час, могут автоматизировать ряд операций по приготовлению и приготовлению пищи. Но хотя технический потенциал для их автоматизации может быть высоким, экономическое обоснование должно учитывать как преимущества, так и затраты на автоматизацию, а также динамику предложения рабочей силы, о которой говорилось ранее.Для некоторых из этих видов деятельности текущие ставки заработной платы являются одними из самых низких в Соединенных Штатах, что отражает как требуемые навыки, так и размер имеющейся рабочей силы. Поскольку сотрудники ресторана, которые готовят, зарабатывают в среднем около 10 долларов в час, экономическое обоснование, основанное исключительно на сокращении затрат на рабочую силу, может быть неубедительным.
Розничная торговля — еще один сектор с высоким техническим потенциалом для автоматизации. По нашим оценкам, 53% его деятельности можно автоматизировать, хотя, как и в производстве, многое зависит от конкретной профессии в секторе.Например, розничные торговцы могут воспользоваться преимуществами эффективного, основанного на технологиях управления запасами и логистики. Объекты упаковки для отгрузки и складирования товаров являются одними из наиболее частых физических действий в розничной торговле, и они имеют высокий технический потенциал для автоматизации. То же самое и с ведением учета продаж, сбором информации о клиентах или продуктах и другими действиями по сбору данных. Но розничная торговля также требует когнитивных и социальных навыков. Консультирование клиентов, какие куски мяса или обувь какого цвета покупать, требует рассудительности и эмоционального интеллекта.Мы подсчитали, что 47 процентов деятельности розничных продавцов имеют технический потенциал для автоматизации, что намного меньше, чем 86 процентов, которые возможны для бухгалтеров, бухгалтеров и аудиторов в этом секторе.
Однако, как мы отметили выше, то, что деятельность может быть автоматизирована, не означает, что это произойдет — здесь играют роль более широкие экономические факторы. Работа бухгалтеров, бухгалтеров и ревизоров, например, требует навыков и обучения, поэтому их гораздо меньше, чем обычных поваров.Но операции, которые они выполняют, обходятся дешевле для автоматизации, требуя в основном программного обеспечения и базового компьютера.
Подобные соображения привели к наблюдаемой тенденции к более высокому уровню автоматизации для действий, типичных для некоторых рабочих мест со средней квалификацией, например, при сборе и обработке данных. По мере развития возможностей автоматизации рабочие места с более высокой квалификацией, вероятно, будут автоматизировать со все более высокой скоростью.
Тепловая карта на Приложении 3 подчеркивает широкие различия в возможностях автоматизации как в отдельных секторах, так и для различных видов деятельности внутри них.
Приложение 3
Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]Виды деятельности и отрасли в среднем диапазоне для автоматизации
По всем профессиям в экономике США одна треть времени, проводимого на рабочем месте, связана со сбором и обработкой данных.Оба вида деятельности имеют технический потенциал автоматизации, превышающий 60 процентов. Давным-давно многие компании автоматизировали такие действия, как администрирование закупок, обработка платежных ведомостей, расчет потребностей в материалах и ресурсах, создание счетов-фактур и использование штрих-кодов для отслеживания потоков материалов. Но по мере развития технологий компьютеры помогают увеличивать масштабы и качество этой деятельности. Например, ряд компаний сейчас предлагают решения, которые автоматизируют ввод бумажных счетов и счетов в формате PDF в компьютерные системы или даже обработку заявок на получение кредита.И не только работники начального уровня или низкооплачиваемые клерки собирают и обрабатывают данные; люди, чей годовой доход превышает 200 000 долларов, также тратят на эти дела около 31 процента своего времени.
Финансовые услуги и страхование являются одним из примеров этого явления. Мир финансов полагается на профессиональный опыт: биржевые трейдеры и инвестиционные банкиры живут своим умом. Тем не менее, около 50 процентов всего рабочего времени сотрудников в сфере финансов и страхования посвящено сбору и обработке данных, в которых высок технический потенциал автоматизации.Агенты по продажам страховых услуг собирают информацию о клиентах или продуктах, а страховщики проверяют точность записей. Агенты по продаже ценных бумаг и финансовые агенты готовят договоры купли-продажи или другие контракты. Банковские служащие проверяют достоверность финансовых данных.
В результате финансовый сектор обладает техническим потенциалом для автоматизации операций, отнимающих 43 процента рабочего времени его сотрудников. Опять же, у одних профессий потенциал намного выше, чем у других. Например, по нашим оценкам, ипотечные брокеры тратят до 90 процентов своего времени на обработку заявок.Внедрение более сложных процессов проверки документов и кредитных заявок могло бы сократить эту долю до чуть более 60 процентов. Это освободило бы консультантов по ипотеке, чтобы они могли уделять больше времени консультированию клиентов, а не рутинной обработке. И клиент, и ипотечное учреждение приобретают большую ценность.
Другие виды деятельности со средним уровнем технического потенциала для автоматизации включают в себя большие объемы физической активности или работу оборудования в непредсказуемых средах.Эти виды деятельности составляют значительную часть работы в таких секторах, как сельское хозяйство, лесоводство и строительство, а также могут быть обнаружены во многих других секторах.
Примеры включают использование крана на строительной площадке, оказание медицинской помощи в качестве службы быстрого реагирования, сбор мусора в общественных местах, установку материалов и оборудования для учебных классов и заправку кроватей в гостиничных номерах. Последние два вида деятельности непредсказуемы в основном из-за того, что окружающая среда постоянно меняется. Школьники оставляют сумки, книги и пальто, казалось бы, случайным образом.Точно так же в гостиничном номере разные гости бросают подушки в разные места, могут оставлять или не оставлять одежду на своих кроватях и по-разному загромождать пространство на полу.
Эти действия, требующие большей гибкости, чем те, которые выполняются в предсказуемой среде, сейчас труднее автоматизировать с помощью продемонстрированных в настоящее время технологий: их потенциал автоматизации составляет 25 процентов. Если технологии будут развиваться, чтобы справляться с непредсказуемыми средами так же легко, как и с предсказуемыми, потенциал автоматизации подскочит до 67 процентов.Уже сейчас некоторые виды деятельности в менее предсказуемых условиях в сельском хозяйстве и строительстве (например, оценка качества урожая, измерение материалов или перевод чертежей в рабочие требования) более восприимчивы к автоматизации.
Деятельность с низким техническим потенциалом для автоматизации
Сложнее всего автоматизировать с помощью доступных в настоящее время технологий те виды деятельности, которые связаны с управлением и развитием людей (потенциал автоматизации 9 процентов) или с применением опыта для принятия решений, планирования или творческой работы (18 процентов).Эти действия, часто характеризующиеся как интеллектуальная работа, могут быть такими же разнообразными, как программирование программного обеспечения, создание меню или написание рекламных материалов. На данный момент компьютеры отлично справляются с четко определенными действиями, такими как оптимизация маршрутов грузовых автомобилей, но людям по-прежнему необходимо определять правильные цели, интерпретировать результаты или проводить проверки здравого смысла для решений. Важность человеческого взаимодействия очевидна в двух секторах, которые пока имеют относительно низкий технический потенциал для автоматизации: здравоохранение и образование.
Может ли машина делать вашу работу?Изучите наш исчерпывающий набор данных на Tableau Public.
В целом, здравоохранение имеет технический потенциал для автоматизации около 36 процентов, но этот потенциал ниже для специалистов здравоохранения, повседневная деятельность которых требует опыта и прямого контакта с пациентами. Например, по нашим оценкам, менее 30 процентов деятельности дипломированной медсестры можно автоматизировать только по техническим соображениям.Для стоматологов-гигиенистов эта доля снижается до 13 процентов.
Тем не менее, некоторые виды деятельности в области здравоохранения, включая приготовление пищи в больницах и введение не внутривенных лекарств, можно было бы автоматизировать, если бы продемонстрированные в настоящее время технологии были адаптированы. Сбор данных, на который также приходится значительная часть рабочего времени в секторе, также может стать более автоматизированным. Например, помощники медсестры тратят около двух третей своего времени на сбор информации о здоровье.Даже некоторые из более сложных действий, выполняемых врачами, такие как введение анестезии во время простых процедур или считывание рентгеновских снимков, имеют технический потенциал для автоматизации.
Из всех рассмотренных нами секторов техническая осуществимость автоматизации самая низкая в образовании, по крайней мере, на данный момент. Безусловно, цифровые технологии меняют эту сферу, о чем свидетельствуют бесчисленные классы и обучающие материалы, доступные в Интернете. Тем не менее, суть обучения заключается в глубоком опыте и сложном взаимодействии с другими людьми.Вместе эти две категории — наименее автоматизированные из семи, определенных на первой выставке — составляют около половины деятельности в секторе образования.
Даже в этом случае 27% образовательных мероприятий — в основном те, которые проводятся вне класса или вне школы — могут быть автоматизированы с помощью продемонстрированных технологий. Дворники и уборщики, например, убирают и следят за помещениями здания. Повара готовят и подают школьную еду. Помощники по административным вопросам ведут инвентарный учет и информацию о персонале.Автоматизация этих действий по сбору и обработке данных может помочь снизить рост административных расходов на образование и снизить его стоимость без ущерба для его качества.
Взгляд в будущее
По мере развития технологий робототехника и машинное обучение будут все больше проникать в те виды деятельности, которые сегодня имеют лишь низкий технический потенциал для автоматизации. Новые методы, например, обеспечивают более безопасное и расширенное физическое сотрудничество между роботами и людьми в условиях, которые сейчас считаются непредсказуемыми.Эти разработки могут позволить автоматизировать больше операций в таких секторах, как строительство. Искусственный интеллект можно использовать для проектирования компонентов в инженерных отраслях.
Один из крупнейших технологических прорывов произошел бы, если бы машины развили понимание естественного языка наравне со средней производительностью человека, то есть если бы компьютеры получили способность распознавать концепции в повседневном общении между людьми. В розничной торговле такое развитие естественного языка увеличит технический потенциал автоматизации с 53 процентов всего рабочего времени до 60 процентов.В финансах и страховании скачок будет еще больше — с 43 до 66 процентов. В здравоохранении тоже, хотя мы не верим, что продемонстрированные в настоящее время технологии могут выполнять все действия, необходимые для диагностики и лечения пациентов, технологии со временем станут более эффективными. Возможно, роботы еще не чистят вам зубы и не учат ваших детей, но это не значит, что они не будут этого делать в будущем.
Однако, как указывалось вначале, простого рассмотрения технического потенциала автоматизации недостаточно для оценки того, сколько из этого будет иметь место в конкретных видах деятельности.Фактический уровень будет отражать взаимодействие технического потенциала, выгод и затрат (или экономического обоснования), динамики спроса и предложения рабочей силы, а также различных нормативных и социальных факторов, связанных с приемлемостью.
Увеличение числа автоматизированных предприятий
Автоматизация может преобразовать рабочее место для всех, включая высшее руководство. Быстрое развитие технологий может сделать использование ее потенциала и избежание ловушек особенно сложным. В некоторых отраслях, например в розничной торговле, автоматизация уже меняет характер конкуренции.Например, игроки электронной коммерции конкурируют с традиционными розничными торговцами, используя как физическую автоматизацию (например, роботов на складах), так и автоматизацию интеллектуальной работы (включая алгоритмы, которые предупреждают покупателей о товарах, которые они могут захотеть купить). В горнодобывающей промышленности автономные системы транспортировки, которые транспортируют руду внутри шахт более безопасно и эффективно, чем это делают люди-операторы, также могут существенно повысить производительность.
Руководители высшего звена должны будут прежде всего определить, где автоматизация может преобразовать их собственные организации, а затем разработать план перехода на новые бизнес-процессы, поддерживаемые автоматизацией.Тепловая карта потенциальных действий по автоматизации в компаниях может помочь направить, определить и расставить приоритеты для потенциальных процессов и действий, которые могут быть преобразованы. Как мы уже отмечали, ключевой вопрос будет заключаться в том, где и как разблокировать ценность, учитывая стоимость замены человеческого труда машинами. Большинство преимуществ может быть получено не за счет снижения затрат на рабочую силу, а за счет повышения производительности за счет уменьшения количества ошибок, повышения производительности и повышения качества, безопасности и скорости.
Готовиться к будущему никогда не рано.Чтобы подготовиться к достижениям автоматизации завтрашнего дня, руководители должны поставить перед собой задачу понять данные и технологии автоматизации, которые появятся сегодня на горизонте. Но для извлечения выгоды от автоматизации требуется нечто большее, чем просто данные и технологическая смекалка. Более серьезными проблемами являются кадровые и организационные изменения, которые лидеры должны будут осуществить, поскольку автоматизация изменит все бизнес-процессы, а также культуру организаций, которые должны научиться рассматривать автоматизацию как надежный рычаг производительности.