Подбор автоматов: Подбор автоматов по мощности (таблица). Таблица автоматов по мощности и току

предназначение устройства, принцип работы, подбор номинала по таблице

При проведении электромонтажных работ основным критерием всегда должна выступать безопасность. Ведь от этого зависит очень многое, вплоть до жизни и здоровья человека. И совершенно не имеет значения причина подобного мероприятия. В любом случае необходимо правильно подобрать защитные устройства. Именно в связи с этим придётся провести расчёт автомата по мощности, учитывая некоторые важные нюансы.

• Автоматические выключатели
  • Предназначение устройства
  • Принцип работы
  • Виды АВ и их особенности
• Выбор защитного устройства
  • Мощность нагрузки
  • Сечение кабеля
  • По току короткого замыкания
• Подбор номинала

Автоматические выключатели

Каждому, кто сталкивался с электропроводкой, приходилось слышать об автоматических выключателях или автоматах. В первую очередь грамотный электрик всегда посоветует отнестись к выбору столь важной части электросети с особой щепетильностью. Так как впоследствии именно этот нехитрый прибор может избавить от многих неприятностей.

Совершенно неважно, какого рода проводятся электромонтажные работы — ложится ли новая проводка в только что построенном доме, заменяется старая, модернизируется щиток или прокладывается отдельная ветка для слишком энергоёмких приборов — в любом случае особое внимание необходимо уделить подбору автомата по мощности и прочим параметрам.

Предназначение устройства

Любой современный автомат имеет две степени защиты. Это означает, что помочь он сможет в двух, наиболее распространённых ситуациях.

1. Первая, подразумевает перегрев проводки в результате прохождения по ней токов, больше номинальных. К чему это может привести, догадаться несложно: перегорание кабеля, а в итоге короткое замыкание или вообще возгорание.
2. Вторая ситуация, предотвратить которую способен автоматический выключатель, это короткое замыкание, вследствие которого сила тока в цепи может увеличиваться на огромные значения, а это чревато в лучшем случае выходом из строя всего электрооборудования. В худшем — возгоранием электротехники, а от неё и всего помещения. Говорить же о целостности проводки и вовсе не приходится.

Таким образом, автомат способен защитить не только личное имущество, но в некоторых случаях и жизнь. Хотя для этого необходимо провести грамотный расчёт автоматического выключателя по мощности и ряду других параметров. А также не стоит брать автомат «с запасом», так как при критических значениях токов в сети он банально может не сработать, что равнозначно его отсутствию.

Что же касается защиты человека от поражения электрическим током в результате прикосновения к токоведущим частям, то здесь предпочтительнее использовать УЗО.

Принцип работы

Основной задачей защитного выключателя является отсечение подачи электрического тока от подающего кабеля в сеть потребителя. Происходит это благодаря расцепителям, находящимся в теле автомата. Причём существуют два вида таких частей:

1. Электромагнитные, представляющие собой катушку, пружину и сердечник, который при превышении номинальных токов втягивается и через пружину разъединяет контакты. Происходит это практически мгновенно — от 0,01 до 0,001 секунды, что способно обеспечить надёжную защиту.
2. Биметаллические тепловые — срабатывают при прохождении токов, превышающих предельные значения. При этом биметаллическая пластина, являющаяся основой такого расцепителя, изгибается и происходит разрыв контактов.

Для более надёжного отключения в большинстве современных моделей автоматов стараются применять оба вида расцепителей.

Виды АВ и их особенности

Учитывая разнообразие электросетей и определённых ситуаций, автоматы могут быть разных видов. Принцип их работы ничем существенным не отличается — срабатывают всё те же расцепители, но в зависимости от ситуации и ряда других нюансов используют разные их вариации.

Так, для стандартной однофазной сети напряжением 220 вольт выпускаются однополюсные и двухполюсные АВ. Первые способны разрывать лишь один провод — фазу. Вторые могут работать и с фазой, и с нулём. Безусловно, предпочтительнее использовать второй вариант. Особенно, если дело касается помещений с повышенной влажностью. Конечно, и однополюсный автомат вполне справится со своей задачей, но могут возникнуть ситуации, когда перегоревшие провода замкнут между собой. В таком случае, естественно, фаза будет отсечена, но вот нулевой провод окажется под напряжением, что может быть крайне опасно.

Для трёхфазных сетей напряжением 380 вольт используются трёх- или четерёхполюсные автоматы. Устанавливать их необходимо и на входе, и непосредственно перед потребителем. Как понятно, такие автоматы отсекают все три фазы, подключённые к ним. В редких случаях возможно использование одно- или двухполюсных защитных устройства для отсекания, соответственно, одной или двух фаз.

Выбор защитного устройства

Конечно, любой автомат превосходно справится с возложенными на него задачами — это не вызывает сомнения, если он исправен. Но дело в том, что подбирать АВ необходимо с учётом нескольких параметров.

Если выбранный автомат слишком «слабый», то будут происходить постоянные ложные срабатывания. И наоборот, слишком «сильная» модель, будет иметь довольно сомнительную полезность.

Мощность нагрузки

Одной из возможностей подобрать защитное устройство является выбор автомата по мощности нагрузки. Для этого необходимо узнать значение тока нагрузки. И уже из этих данных выбирать соответствующий номинал. Проще всего (да и точнее) это сделать с помощью закона Ома по формуле:

I=P/U,

где P — мощность потребителя (холодильник, микроволновая печь, стиральная машина и т. п. ), а U — напряжение сети.

Для примера потребитель будет взят 1,5 кВт, а напряжение сети обычное 220 В. Имея эти данные, подставив их в формулу, получится:

I = 1500/220 = 6,8 А.

В случае с трёхфазной сетью 380 вольт, напряжение будет 380 В.

Опираясь на закон Ома, можно без труда посчитать мощность нагрузки, из которой подбирать требуемый номинал автомата. Однако не стоит забывать, что, выбирая таким образом АВ, необходимо сложить нагрузку всех потребителей.

Существует и ещё одна формула для выбора автоматического выключателя по току, но она немного сложнее, но и конечный результат будет куда более точен. На практике это не принципиально, но в ознакомительных целях всё же стоит её привести:

I=P/U*cos φ.

Значения I, P, U будут теми же, что и в законе Ома, а вот cos φ — это коэффициент мощности, который учитывает в нагрузке реактивную составляющую. Это значение помогает определить таблица 6.12 нормативного документа СП 31−110−2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».

Для примера данные будут использованы те же, т. е. потребитель 1,5 кВт, а напряжение всё те же 220 В. Согласно таблице, cos φ будет равен 0,65, как для вычислительных машин. Следовательно:

I = 1500 Вт/220 В * 0,65 = 4,43 А.

Сечение кабеля

Выбирать автомат лишь по мощности нагрузки будет непростительной ошибкой, которая может дорого стоить. Ведь если не учесть при этом сечение кабеля, то теряется всякий смысл в подборе автомата. Однако полученные значения нагрузки и номинал АВ смогут помочь в подборе необходимого кабеля.

Для этого не понадобится делать никаких расчётов, так как достаточно воспользоваться таблицей № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ, где понятие длительно допустимый ток означает проходящее длительное время по проводнику напряжение, не вызывающее чрезмерного его нагрева. Проще говоря, за это значение можно принять рассчитанную мощность нагрузки. И получить требуемое сечение медного или алюминиевого провода.

По току короткого замыкания

Чтобы выбрать автоматический выключатель по мощности хотя и понадобились некоторые расчёты, но они были крайне просты. Этого совсем нельзя сказать о расчётах при выборе автомата по токам короткого замыкания.

Но при подборе номинала АВ для дома, коттеджа, квартиры или офиса, подобные расчёты будут излишни, так как основной показатель, особенно влияющий на данные, это длинна проводника. Но в подобных ситуациях она крайне мала, чтобы существенно повлиять на результат. Поэтому такие расчёты проводят лишь при проектировании подстанций и других подобных сооружений, где длина кабелей значительная.

Поэтому при выборе автоматического выключателя обычно приобретают модели с обозначением «С», где учитываются значения пусковых токов.

Подбор номинала

Выбор номинала автоматического выключателя должен соответствовать определённым требованиям. А конкретнее, автомат обязан сработать прежде, чем токи смогут превысить допустимые значения проводки. Из этого следует, что номинал автомата должен быть чуть меньше, нежели сила тока, которую способна выдержать проводка.

Выбрать нужный АВ довольно просто. Тем более что существует таблица номиналов автоматов по току, а это значительно упрощает задачу.

Исходя из всего этого, можно составить алгоритм, по которому проще всего подобрать автомат нужного номинала:

• Для отдельно взятого участка вычисляется сечение и материал провода.
• Из таблицы берётся значение максимального тока, который способен выдержать кабель.
• Остаётся с помощью таблицы лишь выбрать автомат со значением чуть меньшим длительно допустимого тока.

Таблица содержит пять номиналов АВ 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А, из которых и будет выбираться защитное устройство. Автоматы же меньших значений практически не используются, так как нагрузки современных потребителей просто не позволят этого сделать. Таким образом, имея необходимы значения, очень легко выбрать автомат, соответствующий конкретно взятому случаю.

Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: как рассчитать автоматический выключатель

Для организации безотказно действующего внутридомового электроснабжения необходимо выделить отдельные ветки.  Каждую линию нужно оснастить собственным прибором защиты, оберегающим изоляцию кабеля от оплавления. Однако не все знают, какое устройство приобрести. Согласны?

Все про выбор автоматов по мощности нагрузки вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем, как определить номинал для поиска выключателя необходимого класса. Учет наших рекомендаций гарантирует покупку требующихся устройств, способных исключить угрожающие ситуации при эксплуатации проводки.

Содержание статьи:

• Автоматические выключатели для бытовых сетей
  • Основные параметры и классификация
  • Конструктивное устройство расцепителей
  • Соблюдение принципов селективности
  • Простейшие правила установки
• Расчет необходимого номинала
  • Определение суммарной мощности потребителей
  • Вычисление силы тока
  • Нюансы подбора сечения кабеля
  • Расчет параметров автомата
  • Выбор между несколькими номиналами
• Выводы и полезное видео по теме

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

• ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
• защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
• защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют (I_n) или «номинал».

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / I_n,

где I – реальная сила тока.

• K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
• K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (I_a), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

• класс «B»: I_a = (3 * I_n .. 5 * I_n];
• класс «C»: I_a = (5 * I_n .. 10 * I_n];
• класс «D»: I_a = (10 * I_n .. 20 * I_n].

Устройства типа «B» применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса «С», а приборы с маркировкой «D» защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для «точной» настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными «заводскими» настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0. 02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной «селективной» схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE («земля»). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

• однополюсные на фазу;
• двухполюсные на фазу и нейтраль;
• трехполюсные на 3 фазы;
• четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

• устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
• заводить в автомат провод PE;
• устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и , функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого . Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Расчет необходимого номинала

Основная защитная функция автоматического выключателя распространяется на проводку, поэтому подбор номинала осуществляют по сечению кабеля. При этом вся цепь должна обеспечить штатную работу подключенных к ней приборов. Расчет параметров системы несложен, но надо учесть много нюансов, чтобы избежать ошибок и возникновения проблем.

Определение суммарной мощности потребителей

Один из главных параметров электрического контура – максимально возможная мощность подключенных к ней потребителей электроэнергии. При расчете этого показателя нельзя просто суммировать паспортные данные устройств.

Активная и номинальная компонента

Для любого прибора, работающего от электричества, производитель обязан указать активную мощность (P). Эта величина определяет количество энергии, которая будет безвозвратно преобразована в результате работы аппарата и за которую пользователь будет платить по счетчику.

Но для приборов с наличием конденсаторов или катушки индуктивности есть еще одна мощность с ненулевым значением, которую называют реактивной (Q). Она доходит до устройства и практически мгновенно возвращается обратно.

Реактивная компонента не участвует при подсчете использованной электроэнергии, но совместно с активной формирует так называемую «полную» или «номинальную» мощность (S), которая дает нагрузку на цепь.

cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную мощность) по активной (потребляемой). Если он не равен единице, то его указывают в технической документации к электроприбору

Считать вклад отдельного устройства в общую нагрузку на токопроводящие жилы и автомат необходимо по его полной мощности: S = P / cos(f).

Повышенные стартовые токи

Следующей особенностью некоторых типов бытовой техники является наличие трансформаторов, электродвигателей или компрессоров. Такие устройства при начале работы потребляют пусковой (стартовый) ток.

Его значение может в несколько раз превышать стандартные показатели, но время работы на повышенной мощности невелико и обычно составляет от 0.1 до 3 секунд. Такой кратковременный всплеск не приведет к срабатыванию теплового расцепителя, но вот электромагнитный компонент выключателя, отвечающий за сверхток КЗ, может среагировать.

Особенно эта ситуация актуальна для выделенных линий, к которым подключают оборудование типа деревообрабатывающих станков. В этом случае нужно посчитать ампераж и, возможно, имеет смысл использовать автомат класса «D».

Учет коэффициента спроса

Для цепей, к которым подключено большое количество оборудования и отсутствует устройство, которое потребляет наибольшую часть тока, используют коэффициент спроса (ks). Смысл его применения заключается в том, что все приборы не будут работать одновременно, поэтому суммирование номинальных мощностей приведет к завышенному показателю.

Коэффициент спроса на группы электропотребителей установлен в п. 7 СП 256.1325800.2016. На эти показатели можно опираться и при самостоятельном расчете максимальной мощности

Этот коэффициент может принимать значение равное или меньшее единице. Вычисления расчетной мощности (P_r) каждого прибора происходит по формуле:

P_r = ks * S

Суммарную расчетную мощность всех приборов применяют для вычисления параметров цепи. Использование коэффициента спроса целесообразно для офисных и небольших торговых помещений с большим числом компьютеров, оргтехники и другой аппаратуры, запитанной от одного контура.

Для линий с незначительным количеством потребителей этот коэффициент не применяют в чистом виде. Из подсчета мощности убирают те устройства, чье включение одновременно с более энергозатратными приборами маловероятно.

Так, например, мало шансов на единовременную работу в жилой комнате с утюгом и пылесосом. А для мастерских с небольшим числом персонала в расчет берут только 2-4 наиболее мощных электроинструмента.

Вычисление силы тока

Выбор автомата производят по максимальному значению силы тока, допустимому на участке цепи. Необходимо получить этот показатель, зная суммарную мощность электропотребителей и напряжение в сети.

Согласно ГОСТ 29322-2014 с октября 2015 года значение напряжения должно быть равным 230 В для обыкновенной сети и 400 В – для трехфазной. Однако в большинстве случаев, до сих пор действуют старые параметры: 220 и 380 В соответственно. Поэтому для точности расчетов необходимо провести замеры с применением вольтметра.

Измерить напряжение в домашней сети можно с помощью вольтметра или мультиметра. Для этого достаточно воткнуть его контакты в розетку

Еще одной проблемой, особенно актуальной для , является предоставление электроснабжения с недостаточным напряжением. Замеры на таких проблемных объектах могут показывать значения, выходящие за определенный ГОСТом диапазон.

Более того, в зависимости от уровня потребления соседями электричества, значение напряжения может сильно меняться в течение короткого времени.

Это создает проблему не только для функционирования приборов, но и для . При падении напряжения некоторые устройства просто теряют в мощности, а некоторые, у которых присутствует входной стабилизатор, увеличивают потребление электричества.

Качественно провести расчеты необходимых параметров цепи в таких условиях сложно. Поэтому либо придется прокладывать кабели с заведомо большим сечением (что дорого), либо решать проблему через установку входного стабилизатора или подключение дома к другой линии.

Стабилизатор устанавливают рядом с распределительным щитом. Часто бывает, что это единственный способ получить нормативные значения напряжения в доме

После того как была найдена общая мощность электроприборов (S) и выяснено значение напряжения (U), расчет силы тока (I) проводят по формулам, являющихся следствием закона Ома:

I_f = S / U_f  для однофазной сети

I_l = S / (1. 73 * U_l) для трехфазной сети

Здесь индекс «f» означает фазные параметры, а «l» – линейные.

Большинство трехфазных устройств используют тип подключения «звезда», а также именно по этой схеме функционирует трансформатор, выдающий ток для потребителя. При симметричной нагрузке линейная и фазная сила будут идентичны (I_l = I_f), а напряжение рассчитывают по формуле:

U_l = 1.73 * U_f

Нюансы подбора сечения кабеля

Качество и параметры проводов и кабелей регулирует ГОСТ 31996-2012. По этому документу для выпускаемой продукции разрабатывают ТУ, где допускается некоторый диапазон значений базовых характеристик. Изготовитель обязан предоставить таблицу соответствия сечения жил и максимальной безопасной силы тока.

Максимально допустимая сила тока зависит от сечения жил проводов и способа монтажа. Они могут быть проложены скрытым (в стене) или открытым (в трубе или коробе) способом

Выбирать кабель необходимо так, чтобы обеспечить безопасное протекание тока, соответствующего расчетной суммарной мощности электроприборов. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) минимальное , используемых в жилых помещениях, должно быть не менее 1,5 мм².

Стандартные размеры имеют следующие значения: 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 мм².

Иногда есть резон использовать провода с сечением на шаг больше, чем минимально допустимое. В этом случае существует возможность подключения дополнительных приборов или замена уже существующих на более мощные без дорогостоящих и длительных работ по прокладке новых кабелей.

Расчет параметров автомата

Для любой цепи должно быть выполнено следующее неравенство:

I_n <= I_p / 1.45

Здесь I_n – номинальный ток автомата, а I_p – допустимый ток для проводки. Это правило обеспечивает гарантированное расцепление при длительном превышении допустимой нагрузки.

Неравенство «In <= Ip / 1.45» является основным условием при комплектовании пары «автомат – кабель». Пренебрежение этим правилом может привести к возгоранию проводки

Рассчитать номинал автомата можно как по суммарной нагрузке, так и по сечению жил уже проложенной проводки. Допустим, что существует схема подключения электроприборов, но проводка еще не проложена.

В этом случае последовательность действий следующая:

1. Вычисление суммарной силы тока подключенных к сети электроприборов.
2. Выбор автомата с номиналом не меньше, чем вычисленная величина.
3. Подбор сечения кабеля по номиналу автомата.

Пример:

1. S = 4 кВт; I = 4000 / 220 = 18 A;
2. I_n = 20 A;
3. I_p >= I_n * 1.45 = 29 A; D = 4 мм².

Если проводка уже проложена, то последовательность действий другая:

1. Определение допустимого тока при известном сечении и способе прокладки проводки по предоставленной производителем таблице.
2. Подбор автоматического выключателя.
3. Вычисление мощности подключаемых устройств. Комплектование группы приборов таким образом, чтобы суммарная нагрузка на цепь была меньше номинала.

Пример. Пусть проложены два одножильных кабеля открытым способом, D = 6 мм², тогда:

1. I_p = 46 A;
2. I_n <= I_p / 1.45 = 32 A;
3. S = I_n * 220 = 7.0 кВт.

В пункте 2 последнего примера есть незначительное допустимое приближение. Точное значение I_n = I_p / 1.45 = 31.7 A округлено до значения 32 A.

Выбор между несколькими номиналами

Иногда возникает ситуация, когда можно выбрать несколько автоматов с разными номиналами для защиты контура. Например, при суммарной мощности электроприборов 4 кВт (18 A) была с запасом выбрана проводка с сечением медных жил 4 мм². Для такой комбинации можно поставить выключатели на 20 и 25 A.

Если схема разводки электрики предполагает наличие многоярусной защиты, то нужно выбирать автоматы так, чтобы значение номинала вышестоящего (на рисунке он справа – 25 A) было больше, чем у выключателей более низких уровней

Плюсом выбора выключателя с наивысшим номиналом является возможность подключения дополнительных приборов без изменения элементов контура. Чаще всего так и поступают.

В пользу выбора автомата с меньшим номиналом говорит тот факт, что его тепловой расцепитель быстрее среагирует на повышенный показатель силы тока. Дело в том, что у некоторых приборов может возникнуть неисправность, которая приведет к росту потребления энергии, но не до значения короткого замыкания.

Например, поломка подшипника двигателя стиральной машины приведет к резкому увеличению тока в обмотке. Если автомат быстро среагирует на превышение разрешенных показателей и произведет отключение, то мотор не сгорит.

Выводы и полезное видео по теме

Конструкция автоматического выключателя и его классификация. Понятие времятоковой характеристики и подбор номинала по сечению кабеля:

Расчет мощности приборов и выбор автомата с использованием положений ПУЭ:

К выбору автоматического выключателя нужно отнестись ответственно, так как от этого зависит безопасность работы электросистемы дома. При всем множестве входных параметров и нюансов расчета необходимо помнить, что основная защитная функция автомата распространяется на проводку.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией, которая может пригодиться посетителям сайта. Расскажите о собственном опыте в выборе автоматических выключателей для защиты дачной или домашней электропроводки.

КАК ВЫБРАТЬ СТАНКИ 1

Выбор станков в значительной степени зависит от суждения, основанного на учете многих переменных факторов. Невозможно установить фиксированные правила, но использование машин можно условно разделить на три класса, которые в значительной степени определяют типы машин, которые следует приобретать, будь то машины широкого диапазона полезности, стандартизированные станки, оснащенные специальной оснасткой, или специальные станки специальной конструкции, способные к очень крупному и непрерывному производству. Чтобы определить, к какому из этих классов относится потребность в новых машинах, следует провести анализ следующих факторов: ( a ) необходимое количество продукции и ее продолжительность, ( b ) метод механической обработки, допуски и требуемая отделка, ( c ) возможность изменения конструкции изделия, ( d ) стоимость производства, ( e ) когда требуется доставка машины, и ( f ) деньги на покупку.

Когда принято решение о типе необходимого оборудования, запрос на получение предложений станков и котировок цен может быть передан через торговые журналы или адресован избранному списку производителей станков. Первый метод не рекомендуется, так как он обычно привлекает представителей фирм, которые производят другие типы оборудования, а также конкретный желаемый тип. Информация, предоставляемая в запросе, должна быть как можно более полной, а в случае специальной машины должна сопровождаться грубым наброском и описанием способа обращения с заготовкой в ​​машину и из машины, обрабатываемых поверхностей, работ, которые выполненных на предыдущих операциях, твердость материала и данные о подаче и скорости, а также, по возможности, образец выполняемой работы. Изготовителю следует предоставить как можно больше свободы в своих рекомендациях, потому что покупатель в значительной степени зависит от производителя в отношении информации о новых методах и процессах, которые были разработаны пользователями станков.

Некоторые производители станков, делая предложения, дают только общее описание своего станка и цену, а если дается какая-либо производственная оценка, просто указывают количество штук в час, которое можно ожидать, без сопроводительных данных, подтверждающих заявление. Другие строители присылают очень полную информацию и гарантируют конкретное производство при определенных стандартных условиях по определенной цене. Покупателю несложно проверить информацию, указанную в последнем типе котировок, и сравнить ее с другими котировками.

Производственная мощность, стоимость оборудования и его способность обеспечивать удовлетворительное обслуживание являются основными факторами, которые следует учитывать при выборе станков. Другие факторы, которые могут иметь большое или второстепенное значение в зависимости от обстоятельств, включают близость и репутацию застройщика, обслуживание, которое можно ожидать, полноту запаса запасных частей у застройщика, предоставляет ли застройщик списки запасных частей, занимаемую площадь. на машине, и удобство ее эксплуатации. Еще одним немаловажным фактором является вопрос стандартизации оборудования на заводе-изготовителе. Если на заводе используется несколько станков одного производителя, типа и размера, часто рекомендуется продолжать покупать станки одного и того же производителя и размера, чтобы навесное оборудование и приспособления были взаимозаменяемыми, а запас запасных частей не надо увеличивать.

Автор завершает свою статью краткими ссылками на некоторые распространенные причины проблем со станками, такие как неподходящие промежуточные валы; крепления электродвигателя, которые, по-видимому, добавлены с запозданием; недостаточная ширина ременных шкивов; неадекватные масляные насосы; чугунные головки, механизмы подачи, пружины и рычаги; отсутствие доступа для проведения ремонта; и множество масленок и маслоотверстий вместо системы смазки всех деталей из центрального резервуара.

Выбор сельскохозяйственной техники | Ответственный за принятие решений в сельском хозяйстве

Культуры > Машины > Управление машинами

Собрать идеальную систему машин непросто. Оборудование, которое работает лучше всего в один год, может не работать в следующем из-за изменений в погодных условиях или методах выращивания сельскохозяйственных культур. Усовершенствования в конструкции могут сделать старое оборудование устаревшим. И количество обрабатываемых акров или количество доступной рабочей силы может измениться.

Поскольку многие из этих переменных непредсказуемы, цель хорошего управляющего машинами должна состоять в том, чтобы иметь систему, которая была бы достаточно гибкой, чтобы адаптироваться к различным погодным условиям и условиям урожая, сводя при этом к минимуму долгосрочные затраты и производственные риски. Для достижения этих целей необходимо ответить на несколько фундаментальных вопросов.

Производительность машины

Во-первых, каждая единица техники должна надежно работать в различных полевых условиях, иначе это будет плохим вложением, независимо от его стоимости.

Орудия для обработки почвы должны подготовить удовлетворительное семенное ложе, сохраняя при этом влагу, уничтожая ранний рост сорняков и сводя к минимуму возможность эрозии. Плантаторы и сеялки должны обеспечивать постоянную укладку семян и плотность посевов, а также правильно применять пестициды и удобрения. Уборочная техника должна убирать чистое, неповрежденное зерно при минимальных полевых потерях.

Производительность машины часто зависит от навыков оператора или от погодных и почвенных условий. Тем не менее, различия между машинами можно оценить с помощью полевых испытаний, отчетов об исследованиях и личного опыта.

Затраты на технику
После выбора определенного типа машины для обработки почвы, посева, борьбы с сорняками или уборочной машины необходимо ответить на вопрос, как минимизировать затраты на технику. Машины, которые слишком велики для конкретной сельскохозяйственной ситуации, приведут к тому, что затраты на владение машинами будут неоправданно высокими в долгосрочной перспективе; Слишком маленькая техника может привести к снижению урожайности или снижению качества.

Затраты на владение

Затраты на владение оборудованием включают амортизационные отчисления, проценты на инвестиции, налоги на имущество, страхование и размещение оборудования. Эти затраты увеличиваются прямо пропорционально инвестициям в оборудование и размеру.

Эксплуатационные расходы

Эксплуатационные расходы включают топливо, смазочные материалы и ремонт. Эксплуатационные затраты на акр очень мало меняются при увеличении или уменьшении размера машины. При использовании более крупной техники расходуется больше горюче-смазочных материалов в час, но это существенно компенсируется тем, что за час обрабатывается больше акров. То же самое относится и к затратам на ремонт. Таким образом, эксплуатационные расходы имеют второстепенное значение при принятии решения о том, какой размер техники лучше всего подходит для определенной сельскохозяйственной операции.

Подробную процедуру оценки владения техникой и эксплуатационных расходов можно найти в Информационном файле AgDM A3-29 Оценка затрат на сельскохозяйственную технику (PM 710).

Затраты на рабочую силу

По мере увеличения мощности машин количество часов, необходимых для выполнения полевых операций на заданной площади, естественным образом снижается. Оценки времени, необходимого для выполнения операций с техникой, можно найти в информационном файле AgDM A3-24 «Оценка полевой производительности сельскохозяйственных машин» (PM 69).6).

Если наемный работник, работающий на условиях почасовой или неполной занятости, работает с машинами, в качестве стоимости рабочей силы целесообразно использовать ставку заработной платы плюс стоимость любых других льгот, которые могут быть предоставлены. Если фермер-владелец или наемный рабочий, которому выплачивается фиксированная заработная плата, управляет машинами, то правильно оценивать труд по его альтернативным издержкам или расчетной прибыли, которую он мог бы получить, если бы он использовался где-либо еще в сельскохозяйственном бизнесе, например, в животноводческие предприятия.

Своевременность Затраты

Во многих случаях на урожайность и качество влияют сроки посева и сбора урожая. Это представляет собой «скрытую» стоимость, связанную с сельскохозяйственной техникой, но, тем не менее, важную. Величину этих потерь урожая обычно называют «затратами на своевременность».

Общие затраты на оборудование

На рис. 1 показано влияние изменения размера оборудования на каждый тип затрат в типичной ситуации. Для очень небольшой техники (относительно посевных площадей) небольшое увеличение размера машины может значительно снизить своевременность и затраты на рабочую силу, достаточно, чтобы более чем компенсировать более высокие фиксированные затраты. Однако по мере того, как размер оборудования продолжает увеличиваться, экономия затрат на своевременность уменьшается, и в конечном итоге общие затраты начинают расти. Таким образом, одной из целей выбора оборудования является выбор оборудования в диапазоне размеров, в котором общие затраты на оборудование являются самыми низкими.

Факторы, влияющие на размер необходимой техники

Рекомендации по технике должны основываться на характеристиках каждой отдельной фермы. Следующие факторы влияют на выбор оборудования и обсуждаются в порядке важности.

Количество акров посевных площадей
По мере того, как возделывается все больше акров сельскохозяйственных культур, требуется более крупное оборудование, чтобы обеспечить своевременный посев и сбор урожая. Альтернативой является приобретение второй единицы некоторых машин при наличии дополнительного трактора и оператора.

Предложение рабочей силы
Количество акров, которые можно обрабатывать каждый день, является наиболее важной мерой производительности машины, больше, чем ширина машины или количество акров, обрабатываемых за час. Увеличение предложения рабочей силы за счет найма дополнительных операторов или увеличения продолжительности рабочего дня в критические периоды может быть относительно недорогим способом увеличения производительности машин. Кроме того, стоимость дополнительной рабочей силы необходимо понести только в те годы, когда она фактически используется, в то время как стоимость инвестиций в более крупное оборудование становится «заблокированной», как только инвестиции сделаны. С другой стороны, дополнительная рабочая сила не всегда может быть доступна, когда это необходимо, а многочасовая работа в течение нескольких дней может представлять угрозу безопасности.

Методы обработки почвы
Количество полевых дней, необходимых для завершения посева, частично зависит от количества отдельных операций, выполняемых на каждом акре. Сокращение количества выполняемых обработок почвы или выполнение более одной обработки за одну поездку эффективно снижает мощность техники, необходимую для своевременного выполнения полевых операций. Конечно, экономия затрат на технику за счет уменьшения обработки почвы должна быть сопоставлена ​​с возможным увеличением затрат на химикаты и их влияние на урожайность.

Смесь культур
Диверсификация культур приводит к увеличению периодов, когда своевременное завершение полевых операций имеет решающее значение. Например, у сои снижение урожайности из-за позднего посева начинается позже, чем у кукурузы. Сбор урожая также может быть завершен в течение более длительного периода времени. Таким образом, выращивание более одной или двух культур снижает мощность машин, необходимую для обработки определенного количества акров сельскохозяйственных культур. Однако это также может потребовать приобретения дополнительных видов техники, особенно для уборки урожая.

Погода
Погодные условия определяют количество дней, подходящих для полевых работ в данный период времени каждый год. Хотя фактические погодные условия нельзя предсказать достаточно заранее, чтобы их можно было использовать в качестве помощи при выборе техники, в качестве ориентира можно использовать прошлые записи о погоде. В информационном файле AgDM A3-25 «Дни полевых работ в Айове» (PM 1874) указано количество подходящих полевых дней, ожидаемых в разные периоды года в каждом из девяти районов штата Айова, где ведется отчетность по урожаю. Как правило, погода подходит для полевых работ примерно в 60% случаев весной и примерно в 75% случаев осенью. При этом не учитываются выходные, праздничные дни, воскресенья или другие случаи. Выбор техники должен основываться на долгосрочных погодных условиях, даже если это приводит к избыточной мощности машин в некоторые годы и недостаточной мощности в другие годы.

Управление рисками
Колебания количества и наличия подходящих полевых дней из года в год приводят к тому, что затраты на своевременность меняются, даже если набор машин, количество посевных площадей и предложение рабочей силы не меняются. Инвестиции в более крупную технику могут снизить изменчивость чистых затрат на технику, обеспечив своевременную посадку и сбор урожая даже в те годы, когда хороших рабочих дней мало. Постоянные затраты на оборудование будут выше при использовании более крупных машин, но они не будут колебаться до тех пор, пока набор машин не изменится. Фермеры с высокими потребностями в фиксированных денежных потоках, например, платежи по ипотеке за землю, могут быть готовы платить больше (в виде более высоких фиксированных затрат на технику), чем другие операторы, за «страховку» от значительных потерь урожая из-за позднего посева и сбора урожая в определенные годы. .

Даты посева и сбора урожая

Долгосрочные исследования показывают, что урожайность кукурузы обычно начинает значительно снижаться, когда посев происходит после 10–14 мая, как показано на рис. 2. Точные даты будут варьироваться от года к году. К этому времени обычно засеивается около 50 процентов кукурузы в Айове. Одна из причин снижения урожайности поздней кукурузы заключается в том, что в течение вегетационного периода доступно меньше «тепловых единиц», и это влияет на скорость развития культуры.

Выбор того, как рано начинать посадку, требует серьезного подхода. Идеальными условиями были бы температура почвы 50°F (10°C) или выше на глубине посадки и благоприятный пятидневный прогноз погоды. На большей части штата Айова, если почвенные условия и температура благоприятны, начинать посадку в последние десять дней апреля должно быть выгодно. В мае основное внимание следует уделить состоянию семенного ложа.

Ранняя посадка связана с определенным риском. Иногда может потребоваться повторная посадка, но долгосрочные выгоды намного перевешивают эти затраты. Дополнительным преимуществом раннего посева кукурузы является более низкий уровень влажности зерна при сборе урожая и снижение затрат на сушку.

Почти то же самое можно сказать и о посадке сортов сои. Идеальное время для посева адаптированных сортов сои — с 1 по 15 мая. Можно ожидать снижения урожайности в большинстве лет, если посев происходит после 20 мая, как показано на рисунке 3.

Потери своевременности при сборе урожая связаны, прежде всего, с более опавшими колосьями, осыпанием полей и растрескиванием бобов. Эти потери должны быть уравновешены затратами на искусственную сушку зерна, собранного при более высокой влажности, чем требуется для безопасного хранения. Некоторые потери при уборке возникают из-за слишком высокой скорости комбайнирования или плохой настройки машины.

Насколько большим должно быть оборудование?

Одним из способов измерения производительности комплекта техники является количество рабочих дней, необходимых для выполнения полевых операций. Это зависит от количества посевных площадей, выполняемых машинных операций, размера используемой техники и наличия рабочей силы.

В исследовании, проведенном недавно в ISU, общие затраты на технику для зерновых ферм в Айове, включая величину потерь из-за своевременности, были оценены для ряда различных комбинаций техники. Было сопоставлено влияние изменений количества посевных площадей и предложения рабочей силы.

При каждом наборе обстоятельств был определен комплект машин, для которого общие затраты были самыми низкими, включая потери урожая из-за несвоевременности. В некоторых случаях несколько комплектов машин давали почти одинаковые минимальные затраты. Приблизительно в 80 процентах испытанных случаев комплекты техники с наименьшими затратами были в состоянии выполнить все операции по обработке почвы и посеву примерно за от 20 до 25 полевых дней . Хорошее эмпирическое правило для фермеров, которые хотят иметь достаточную мощность техники для снижения риска, а также поддерживать общие затраты на низком уровне, состоит в том, чтобы иметь возможность завершить обработку почвы и посев примерно за 20 полевых дней.

В тех случаях, когда имеется менее одного человека, работающего полный рабочий день для управления техникой, цель от 25 до 30 дней для завершения посева и обработки почвы чаще всего минимизирует затраты. С другой стороны, фермы с 2 или 3 механизаторами, работающими полный рабочий день, могут стремиться выполнить эту работу менее чем за 20 дней.

Комплекты техники, минимизировавшие общие затраты на технику, чаще всего могли выполнить уборку кукурузы и соевых бобов за 25–30 полевых дней . Как и в случае с весенними работами, операторы, для которых важно снижение риска, должны использовать в качестве цели нижний предел этого диапазона, хотя потери урожая от позднего сбора урожая, как правило, не такие серьезные, как от позднего посева.

Различные комбинации техники позволяют выполнять полевые работы за одно и то же количество дней. При составлении комплекта техники также важно правильно подобрать размеры техники и мощность трактора. Использование тракторов с мощностью, превышающей требуемую для буксируемого орудия, приводит к чрезмерной амортизации и процентным расходам, а использование слишком малой мощности может привести к более быстрому износу двигателя.

Некоторые фермы могут не располагать достаточным количеством посевных площадей, чтобы оправдать владение полной линейкой техники, особенно для уборки урожая. Индивидуальный наем или лизинг определенных операций с оборудованием может снизить общие затраты, а также обеспечить большую гибкость в отношении мощности оборудования. Подробное обсуждение индивидуального найма, лизинга и аренды сельскохозяйственной техники см. в информационных файлах AgDM A3-33 Самоходная уборка урожая и опрыскивание: владение техникой в ​​сравнении с арендой на заказ (PM 786) и A3-21 Приобретение услуг сельскохозяйственной техники (PM 787).

Вместимость поля

Чтобы спрогнозировать необходимое количество дней в поле, необходимо знать вместимость поля для каждого агрегата. Производительность поля обычно измеряется в акрах, обрабатываемых в час, и зависит от трех переменных: ширины, скорости и эффективности поля.

Ширина относится к полезной рабочей ширине орудия, исключая перекрытие, и измеряется в футах. Скорость, измеряемая в милях в час, относится к безопасной рабочей скорости при нормальных условиях работы. При этом не учитывается замедление перед поворотом в конце поля.

Эффективность поля — это фактическая производительность поля, которая может быть достигнута в процентах от максимальной теоретической производительности без перекрытия, замедления для поворота или остановки для регулировки оборудования, заполнения контейнеров, опорожнения бункеров и выполнения мелкого ремонта.

Формула для оценки производительности поля (в акрах в час):

¹ Коэффициент 8,25 представляет собой переводной коэффициент, рассчитанный как 43 560 кв. футов на акр / 5 280 футов на милю.

Например, предположим, что 24-футовый тандемный диск можно тянуть со скоростью 6 миль в час с эффективностью поля 80 процентов. Предполагаемая полевая производительность:

Предлагаемые значения для оценки полевой производительности можно найти в таблице 1 и в информационном файле AgDM A3-24, Оценка полевой производительности сельскохозяйственных машин (PM 696) .

Чтобы оценить пропускную способность поля, необходимую для выполнения определенной полевой операции за определенное количество полевых дней, используйте следующую формулу:

Например, чтобы обработать 900 акров кукурузы за 10 полевых дней, убирая 12 часов в день, потребуется полевая производительность: :

Например, если комбайн работает со скоростью 5 миль в час с эффективностью поля 82 процента, минимальная ширина составляет: голова.

Инструмент принятия решений AgDM A3-24 «Оценка полевой производительности сельскохозяйственных машин» может использоваться для оценки производительности сельскохозяйственных машин в акрах.

Соответствие мощности трактора и размера орудия

Размер используемой машины для обработки почвы и посева часто ограничивается размером имеющегося трактора. Мощность, необходимая для тяги определенного орудия, зависит от ширины орудия, скорости движения, требований к тяге и состояния почвы. Общая формула для оценки требуемой мощности, измеренной на коробке отбора мощности (ВОМ):

Почвенные факторы следующие:

В таблице 1 приведены расчетные требования к тяге для различных орудий. Например, 24-футовому тандемному диску, тянущемуся со скоростью 6,0 миль/ч полноприводным вспомогательным трактором по твердой почве с требуемой осадкой 200 фунтов на фут ширины, потребуется следующая мощность ВОМ:

Для у некоторых орудий ширина и требования к осадке измеряются по количеству зубьев, хвостовиков или рядов, а не по ножкам.

Инструмент принятия решений AgDM A3-28 «Соответствие мощности трактора и размера навесного оборудования» можно использовать для согласования размера трактора с размером навесного оборудования.

Оценка необходимого количества полевых дней

Следующий рабочий лист можно использовать для оценки количества полевых дней, необходимых для обработки почвы, посева и сбора урожая для конкретной сельскохозяйственной операции.

Столбец 1. Перечислите все полевые операции, которые необходимо выполнить перед посевом. Включают осеннюю и весеннюю обработку почвы, внесение химикатов и посев мелкозерновых или кормовых культур. Не включайте заказные наемные операции.

Столбец 2. Перечислите общее количество акров, которые должны быть обработаны каждой операцией. Помните, что если на некоторых акрах одна и та же операция выполняется более одного раза, умножьте количество акров на большее количество раз.

Столбец 3. Перечислите размеры машин, используемых для всех операций.

Столбец 4. Укажите производительность каждой машины в акрах в час. Предложения можно найти в таблице 1 или в информационном файле AgDM A3-24 «Оценка полевой производительности сельскохозяйственных машин» (PM 69).6) или с помощью следующей формулы:

Возможно, будет удобнее сразу перейти к столбцу 6 и ввести количество акров, обрабатываемых в день, если оно известно.

Столбец 5. Введите количество рабочих часов, доступных в поле в день для выполнения каждой обработки почвы и предпосевной обработки.

Не учитывайте время, затрачиваемое на ремонт, транспортировку техники, животноводство и т. д. Для посева и сбора урожая укажите количество часов в день, в течение которых сеялка или комбайн могут использоваться.

Столбец 6. Умножьте столбец 4 на столбец 5, чтобы оценить количество акров, обрабатываемых в день для каждой операции. Решите, является ли это разумной цифрой, основанной на опыте.

Столбец 7. Оцените количество полевых дней, необходимых для каждой операции, разделив столбец 2 на столбец 6. Затем найдите общее количество для каждой группы полевых операций.

Используйте дополнительные строки, чтобы оценить, как можно скорректировать необходимое количество полевых дней. Корректировки могут быть сделаны путем изменения размера техники, количества полевых операций, количества обрабатываемых акров, доли акров каждой культуры, часов, доступных для полевых работ, или путем индивидуального найма некоторых операций.

Эту таблицу также можно использовать для оценки количества полевых дней, необходимых для сбора фуража.