Выбор автомата для ибп
Стабильная электрическая сеть важна для любого компьютера. При малейшем скачке напряжения чувствительные компоненты ПК могут сгореть. Не говоря уже о спонтанном отключении электричества. Решить проблему могут источники бесперебойного питания.
Мы составили рейтинг ИБП для компьютера 2020 года . Нам помогал специалист компьютерного центра «Prog» Алексей Гольцев .
ИБП – это устройство, защищающее элементы компьютера от неприятностей в электрической сети. Источники бесперебойного питания снабжены мощной батареей. Если вдруг электричество отключится, то будет возможность сохранить все документы и выключить ПК правильно.
Вот список лучших устройств такого класса:
Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля
Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.
Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!
По таблице - имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.
Теперь - как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?
Таблица выбора защитного автомата по мощности нагрузки
Видно, что производитель рекомендует разные время-токовые характеристики для разных электроприборов. Там, где нагрузка чисто активная (разные типы нагревателей), рекомендована характеристика автомата "B". Там, где есть электродвигатели - "С". Ну а там, где используются мощные двигатели с тяжелым запуском - "D".
Время-токовая характеристика D в эту таблицу не вошла, потому что она не для бытового применения.
Минусы:
Минусы:
Дополнительные материалы по выбору автоматических выключателей
И напоследок - рекомендую видео коллег:
Выбрать защитный автомат, основные вопросы и пример расчета:
Определяемся с характеристикой отключения:
А вот тут я с коллегой не согласен. Он долго рассказывает про селективность и характеристики, но ни слова про ток КЗ. А ведь ток КЗ - это первое, что надо знать, чтобы говорить о селективности и выборе характеристик отключения!
Интересно? Ставьте лайк, подписывайтесь, задавайте вопросы!
Обращение к читателям, которым есть, что сказать: Если Вы готовы стать Автором, я могу предоставить страницы своего сайта!
Обращение к хейтерам:
за оскорбление Автора и Читателей канала - бан.
В первой части статьи мы рассмотрели Время-Токовые Характеристики и токи короткого замыкания для автоматического выключателя С16А. Теперь попробуем быстро разобраться что такое селективность, координация защит и перегрузка вводного автомата.
Скажу сразу - тема объемная, сложная. Те, кто настроен серьезно, я дам ссылку в конце статьи на каталоги и руководства производителей, там все объясняется значительно подробнее!
Лучший резервный бесперебойник для компьютера IPPON Back Verso 800 New
- мощность 480 Вт;
- 6 разъемов;
- холодный старт.
Рейтинг резервных бесперебойников для компьютера возглавляет модель от компании IPPON. Этот аппарат подойдет для в меру производительных машин, так как его мощность составляет 480 Ватт. Производительные ПК могут потреблять больше. Внутри устройства установлен аккумулятор 12V9Ah. Батарея пополняет свой рабочий объем за 16 часов. Режимы работы обозначаются звуковым сигналом и светом индикаторов.
В этом устройстве установлен автопредохранитель стандартного типа, имеется защита различного уровня. Есть опция фильтрации помех. Батарею можно легко заменить, если она выработает свой ресурс.
Максимальное рабочее напряжение составляет 270 В. Погрешность стабильности напряжения составляет ± 10 %. Присутствует защита LAN. Если вы ищете лучшие бесперебойники для компьютеров резервного типа, посоветуем обратить внимание именно на продукцию компании IPPON.
Отзывы
Этот бесперебойный блок питания подойдет тем, кому нужна стабильность и надежность. Идеален для использования с серверами. Аппарат стабильно работает даже с высоким напряжением. Может выровнять напряжение из любого источника. У вас будет возможность спокойно выключить ПК и сохранить документы.
Отзывы
Такое резервное питание для компьютера позволит надежно защитить комплектующие. Справляется с выпрямлением напряжения, защищает ПК от скачков и замыканий, способен работать в полностью автоматическом режиме. Функционирование устройства регулируется самой машиной. Для этого имеется разъем USB.
Лучший интерактивный ИБП APC by Schneider Electric Back-UPS BX800CI-RS
- поглощает импульсы до 273 Дж;
- 4 гнезда (розетки);
- смена типа питания за 8 мс;
- защита разных типов;
- авто-предохранитель.
Из бесперебойника сигнал выходит в форме классической синусоиды ступенчатого характера. Аппарат снабжен только евророзетками (CEE7). Он управляется при помощи порта USB. Переключение на питание, отличное от электрической сети происходит за 8 мс. Есть опции фильтрации помех, а также защита от различных неприятностей в электросети. Установлен авто-предохранитель стандартного типа.
Мониторинг и управление шатдауном нагрузок
После того, как расчёты сделаны, ИБП куплен и нагрузка подключена, в процессе эксплуатации желательно контролировать реальный уровень нагрузки. Это можно делать, используя служебный дисплей ИБП или с помощью ПО удалённого мониторинга. На основании этих наблюдений, сделанных при разных режимах работы нагрузок, можно окончательно определить, правильно ли подобрана мощность ИБП для защищаемых устройств.
Скриншот ПО управления ИБП. Источник: Eaton
Для удалённого мониторинга нагрузок Eaton предлагает компаниям фирменное ПО управления системой бесперебойного электроснабжения Intelligent Power Manager (IPM).
Базовая версия на десять ИБП доступна бесплатно, для контроля большего числа источников потребуется платная лицензия. IPM обеспечивает удалённый контроль корпоративной инфраструктуры гарантированного энергоснабжения с любого компьютера с использованием веб-интерфейса. Кроме физических серверов, IPM поддерживает управление питанием виртуальных машин — можно автоматически завершать работу гипервизоров VMware, HyperV, RedHat KVM и Xen.
Автоматический выключатель имеет в народе ещё несколько названий - защитный автомат, автомат электрический, электрические автоматы, пробка, пакетник, или просто автомат.
О чем идёт речь - на картинке. Это самая бюджетная модель.
Некоторые глубинные параметры не рассмотрены - например, время-токовая характеристика, максимальная отключающая способность, и др.
В первом приближении, достаточном для практической работы и понимания процессов, статья дает понимание работы защитного автомата. Более подробная статья с некоторым повторениями - Обзор характеристик защитных автоматических выключателей .
На эту тему я уже написал на блоге несколько статей, по ходу буду отсылать по ссылкам.
Внимание! Если вы не хотите тратить время и силы на изучение тонкостей выбора автоматических выключателей, лучше довериться профессионалам. Специалисты-проектировщики из Smart Electro разработают проект внутреннего электроснабжения, а профессиональные монтажники идеально воплотят его в жизнь!
Ток автоматического выключателя
Номинальные тепловые токи автоматов бывают из следующего ряда:
0,5, 1, 1,6, 2, 3,15, 4, 5, 6 , 8, 10 , 13, 16 , 20, 25 , 32 , 40 , 50, 63.
Жирным выделены номиналы, наиболее часто применяющиеся в быту. Есть и другие номиналы, но о них сейчас не будем.
Данный ток для автоматического выключателя является номинальным. При его превышении выключатель выключится. Правда, не сразу, о чем сказано ниже:
Как выбрать ИБП
Расскажем, как выбрать ИБП для компьютера по мощности. Мощности нужно уделить внимание, так как бесперебойник не сможет работать с устройством, чье потребление будет выше. Поэтому важно сделать выбор ИБП по этому критерию.
Вот на что нужно обратить внимание:
- Тип устройства
Выделяют интерактивные, резервные или с двойным преобразованием. Первый тип состоит из питательного элемента и резервного бесперебойника. Эти модели наиболее популярны. Их стоимость не так высока, как у более продвинутых вариантов. Резервный ИБП всего лишь отправляет напряжение на ПК, не выравнивая и не повышая его. Если у вас в сети недостаточный уровень напряжения, то такое устройство вам не подойдет. Лучше выбрать интерактивное. Модели с двойным преобразованием являются самыми дорогими. Но они выпрямляют напряжение и увеличивают его до переменного тока 230 В, 50 Гц. Благодаря этому никаких скачков не наблюдается. Компьютер оказывается полностью защищенным. - Мощность
Важный параметр, который нужно выбирать, ориентируясь на мощность блока питания компьютера. Но если вы хотите подключать к бесперебойнику другие устройства, то его возможности должны быть шире. К примеру, если мощность блока ПК составляет 500 Вт, то у ИБП этот показатель должен составлять минимум 700 Вт. Нужен определенный запас. Тем более, если вы захотите подключить к ИБП роутер или какой-нибудь другой девайс. Как подобрать блок питания? Просто выберите модель, которая будет соответствовать потребляемой мощности всех компонентов ПК. Но для использования с бесперебойником важно, чтобы в БП не было встроенной опции выпрямления напряжения. Не принципиально, какое расположение блока питания лучше, так как разницы нет: хоть сверху, хоть снизу. Эффект будет одинаковым. - Разъемы для подключения
Раньше в ИБП использовались исключительно розетки IEC 320 C13 для подключения компьютерных устройств (самого системника, монитора). Но сейчас лучше, чтобы в бесперебойнике присутствовали евророзетки. Так можно подключить не только ПК, но и другие устройства, которым нужна стабильная работа без перегрузок. Правильно подобрать ИБП – это значит подключить в него столько устройств, сколько вам нужно. Следует помнить об этом. - Работа вне электрической сети
Это значение определяет, сколько могут проработать подключенные к ИБП устройства при отключении электричества. Обычно это значение колеблется в диапазоне от 5 до 10 минут. Рассчитывать на большее не стоит. Даже топовые модели редко берут планку в 11 минут. Но важно знать, сколько у вас есть времени для сохранения документов и нормального выключения машины до того, как она будет полностью обесточена. Поэтому стоит обращать на это внимание. - Рейтинг производителей
Выпуском ИБП занимаются фирмы, которые заработали себе имя. Новых брендов здесь мало.
- Schneider Electric . Выпускает качественные, доступные и популярные устройства под брендом APC.
- IPPON . Уважаемая компания, поставляющая продукты премиум-класса.
- CyberPower . Еще один известный производитель с устройствами высокого класса.
- Powercom . Поставляет высокотехнологичные девайсы.
- EATON . Выпускает надежные ИБП по доступным ценам.
- Энергия . Отечественный производитель с устройствами хорошего качества.
Это основные критерии, как правильно подобрать ИБП. Конечно, нюансов намного больше, но для грамотного выбора достаточно перечисленных пунктов.
Краткая заметка по поводу выбора автоматических выключателей. Искренне надеюсь, что читатель не узнает для себя ничего нового.
У поста есть видеоверсия на моем ютуб канале. Реалии времени заставляют меня делать еще и видео:
Определимся с целью
Для начала нужно определиться - для чего нам автоматический выключатель в электрощите. Задача автоматического выключателя - прежде всего защитить стационарную кабельную линию от протекания токов свыше предельно допустимых. Если ток превышен - то проводники нагреваются, с плавлением и разрушением изоляции или расплавлением самих проводников. И если не случится пожара, то случится дорогостоящий ремонт, с работами по замене замурованной в стенах электропроводки. А ток может быть превышен, если к линии подключили слишком много потребителей (происходит перегрузка) или если происходит короткое замыкание. Неправильный выбор характеристик автоматического выключателя - путь к дорогостоящему ремонту, а при особенной везучести - к пожару.
Номинальный ток
Поняв, что автоматический выключатель должен защитить кабельную линию от протекания тока свыше допустимого, мы должны понять, какой же ток допустимый. Чаще всего ссылаются на вот эту табличку из ПУЭ (таблица 1.3.4):
Но, на мой субъективный взгляд, у этой таблички есть существенный недостаток, и он указан в источнике - эта табличка составлена для окружающей температуры +25, температуры земли +15 и температуры жилы (. ) +65. Длительная работа изоляции при повышенной температуре ускоряет процесс старения полимеров, поэтому мое личное мнение - указанные в таблице цифры стоит уменьшить хотя бы на 1/4. Если кабель проложен таким образом, что его охлаждение затруднено, то предельно допустимый рабочий ток также уменьшают. Например если кабель расположен в пучке с другими кабелями или под слоем теплоизоляции.
И вот в этом месте подходим к самой неочевидной вещи. В таблице указаны предельно допустимые токи, а на автоматических выключателях указан номинальный ток. Номинальный ток автоматического выключателя, указанный на нем - это ток, который может длительно проходить через автоматический выключатель и не вызывать его отключения. Для определения тока отключения заглянем в документацию, в график время-токовых характеристик:
Но это график конкретного экземпляра автоматического выключателя. В реальном мире, у автоматических выключателей есть разброс характеристик, даже у выключателей взятых из одной коробки. Поэтому на графике изображена область, в которой окажется характеристика случайно взятого автоматического выключателя.
В результате, если взять определенный ток, то мы получим диапазон значений времени, за которое сработает автоматический выключатель. От и до, как например вот здесь:
Думаю очевидно, что в расчетах стоит полагать, что нам попался самый плохой экземпляр, и берется самое худшее значение.
До тока в 1,13 от номинального, расцепления совсем не произойдет (16*1,13=18,08А)
При токе в 1,45 от номинального тепловой расцепитель сработает, но за время менее 1 часа (!). (16*1,45=23,2А)
При токе в 2,55 от номинального тепловой расцепитель сработает за время менее 60 сек. (16*2,55= 40А)
При превышении тока еще сильнее - сработает электромагнитный расцепитель, но об этом чуть позже.
Все это становится понятнее, если взглянуть на график:
Ну и чтобы совсем жизнь мёдом не казалась, стоит добавить, что в зависимости от температуры окружающей среды применяют коэффициенты. На жаре тепловой расцепитель прогревается и срабатывает быстрее, а вот на морозе наоборот.
А теперь сценарий везунчика по жизни. В частный дом заходит кабель, сечением 1,5 мм2. Щиток с автоматическим выключателем находится в холодном предбаннике, когда на улице мороз -35. Кабель от щитка идет через стену под слоем утеплителя. Автоматический выключатель на 16А почти час (!) будет пропускать ток в (16*1,45*1,25(поправочный на температуру, рис.4) = 29А. При 19А по табличке из ПУЭ у нас жилы будут горячими - +65С, а под слоем утеплителя изоляция уже начнет плавиться.
Еще раз резюмирую: Номинальный ток автоматического выключателя НЕ РАВЕН предельно допустимому току кабеля. Предельный ток кабеля должен вызывать отключение автоматического выключателя в адекватное время.
Тип электромагнитного расцепителя
Тепловой расцепитель медленный, что плохо при коротком замыкании - токи могут быть огромными, и даже за одну секунду могут наделать бед. Поэтому в конструкцию автоматического выключателя добавили электромагнитный расцепитель, который срабатывает за доли секунды. Но он настроен на ток в разы превышающий номинальный.
Дело в том, что некоторые виды потребителей при включении потребляют ток в разы, превышающий ток в рабочем режиме. Например мотор в пылесосе в момент включения кратковременно потребляет ток в 2-3 раза больший, но после разгона мотора, потребление снижается. Возможно вы замечали, как лампочки накаливания слегка притухают в момент включения чего-то как раз из-за этого. Вот график потребления тока мотора пылесоса:
Чтобы эти пусковые токи не заставляли сработать электромагнитный расцепитель, его характеристику сдвинули в зону бОльших токов, что бы такие кратковременные превышения тока были в зоне теплового расцепителя, который в силу своей инерционности такие краткосрочные процессы не замечает.
В итоге получилась линейка автоматических выключателей с одинаковыми тепловыми расцепителями, но с разными электромагнитными. Из-за огромного разброса параметров электромагнитных расцепителей - получились большие разбросы кратности тока срабатывания:
Характеристика В - электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 3-5 раз
Характеристика С - электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 5-10 раз
Характеристика D - электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 10-20 раз
Вот они на графике:
Есть и другие характеристики (K, Z и т.д) но встречаются крайне редко и под заказ, поэтому опустим их.
Если по какой-то причине стартовые токи кратковременно попадут в зону действия электромагнитного расцепителя то возможны ложные срабатывания. И именно для исключения таких ложных срабатываний и сделали несколько типов характеристик.
Некоторые производители для упрощения указывают стартовые токи, вот например светодиодный драйвер уважаемой фирмы при включении кушает солидные 55А (из-за зарядки конденсатора в блоке питания), производитель даже сразу посчитал, сколько светодиодных драйверов можно подключить параллельно на один автоматический выключатель:
4 штуки с характеристикой В и 7 штук на автомат с характеристикой С. Кто бы мог подумать, что 150 ватт светодиодного света могут вышибать 16А автомат! Ситуация становится еще хуже, если используются некачественные светодиодные светильники, где производитель не только не предусмотрел плавный старт, да даже пусковой ток не регламентирует!
Если используется большое количество светодиодных светильников - то придется делить их на группы, чтобы одновременный пуск не вызывал срабатывание автоматического выключателя. Пытливый читатель задастся вопросом - а почему бы не взять просто автоматический выключатель с характеристикой "C" или "D"? Тогда бы пусковые токи не вызывали бы ложных срабатываний! Но не все так просто.
Ток короткого замыкания
Можно иногда услышать выражение "сопротивление цепи фаза-нуль", оно по сути про то же. Ток короткого замыкания - это величина тока в цепи, в случае если из-за повреждения случается короткое замыкание (прямое соединение фазного проводника и нейтрального, или соединение фазного и заземления) в самом дальнем участке. В идеальном мире с идеальными проводниками ток короткого замыкания был бы бесконечным. Но в реальном мире кабели имеют собственное сопротивление, и чем они длиннее тоньше - тем выше их собственное сопротивление. При обычной работе это не так важно - их собственное сопротивление много меньше сопротивления нагрузки. Но если случится короткое замыкание, ток будет ограничен именно этим собственным сопротивлением всех проводников в цепи + внутреннее сопротивление источника тока.
А теперь смотрим. В деревне Вилларибо измеренный ток короткого замыкания линии 278 Ампер, и электрик поставил автоматический выключатель С16:
Как видим все отлично - при коротком замыкании тока будет достаточно, чтобы электромагнитный расцепитель сработал. А вот в деревне Вилабаджо очень плохая проводка, и ток короткого замыкания всего 124 А. Смотрим на график:
В самом худшем случае, электромагнитный расцепитель типа "С" сработает при токе в 10 раз больше номинального (16*10=160А). А значит при 124А возможна ситуация, когда электромагнитный расцепитель при коротком замыкании не сработает, а пока тепловой расцепитель успеет сработать - по линии будет гулять ток в 124А, что может закончиться плохо. В таком случае деревне Вилабаджо нужно или менять проводку, чтобы уменьшить потери, или использовать автоматический выключатель типа В16, у которого электромагнитный расцепитель сработает в худшем случае при токе 5*16=80А. Теперь вы понимаете, почему характеристика типа D (10-20 *Iном) в некоторых случаях изощренный способ стрелять себе в ногу?
Как же определить ток короткого замыкания? Для проектируемых линий его можно расчитать - длина кабеля известна, сечение тоже. Для линий уже находящихся в эксплуатации - только измерять, поскольку никто не знает, на что пришлось пойти электрикам при ремонте поврежденных участков.
Для определения тока короткого замыкания есть специальные приборы. Показывать современные не интересно, поэтому покажу суровый советский олдскул, который есть у меня. М-417 измеряет сопротивление цепи путем измерения падения напряжения на известном сопротивлении, а ток короткого замыкания необходимо рассчитывать:
Щ41160, творение сумрачного советского гения. Устраивает короткое замыкание на доли секунды и измеряет ток непосредственно. В коричневой коробочке на проводе - предохранитель на 100А.:
Как правило, ток короткого замыкания измеряют при введении линии в эксплуатацию, и планово, раз в несколько лет. Только после измерения тока короткого замыкания можно сказать, правильно ли подобрана защита.
Ток короткого замыкания равен . Oh shi.
Если ток короткого замыкания будет черезчур большим? Вот тут мы сталкиваемся с отключающей способностью автоматического выключателя. В момент размыкания контактов выключателя загорается электрическая дуга, которая сама по себе проводит ток и гаснет неохотно. Для ее принудительного разрушения в конструкции автоматических выключателей предусмотрены дугогасительные камеры. Вот здесь на высокоскоростной съемке видно как работает дугогасительная камера:
На автоматическом выключателе в прямоугольной рамке нанесена величина отключающей способности в амперах - это максимальный ток, который способен разомкнуть автоматический выключатель без поломки. Вот на фото автоматические выключатели с отключающей способностью в 3000, 4500, 6000 и 10000 А:
Для наглядности я их разобрал. Большая отключающая способность заставляет не только делать дугогасительные камеры больше, но и усиливать другие конструктивные части, например защиту от прогара вбок.
Отключающая способность автоматического выключателя должна быть больше тока короткого замыкания в линии. Как правило, 6000 А достаточно для большинства применений. 4500А обычно достаточно для работы в линиях старых домов, но может быть недостаточным в новых сетях.
Коммутационная стойкость
При каждом включении/отключении автомата меж контактов загорается дуга, которая постепенно разрушает контактную группу. Производитель часто указывает количество циклов включения/отключения, который должны выдержать контакты:
Отсюда легко видеть, что автоматический выключатель не замена нормальному выключателю при частом использовании. Если пожадничать, и вместо пускателя с контактором заставить сотрудника включать/отключать мешалку дергая автомат по 10 раз в день, то автомат может прийти в негодность менее чем за пару лет. Вот фото автоматического выключателя, контакты которого пришли в негодность из-за большого тока:
Помните, каждая коммутация и срабатывание автоматического выключателя "съедает" его ресурс.
Класс токоограничения
Наверное самая мистическая характеристика. Указывается в виде цифры в квадратике. Про нее в рунете написано мало и чаще ерунда. Класс токоограничения, если упрощать, говорит о количестве электричества, которое успеет пройти через автоматический выключатель при коротком замыкании прежде, чем он отключит цепь, и говорит о быстродействии. Всего классов три:
Что интересно, отечественными стандартами класс токоограничения не регламентируется, поэтому на картинке выше нет кириллицы. Цифры в таблице - это величина интеграла Джоуля. Отечественные производители указывают класс просто потому что "так принято", а не того требуют отечественные стандарты :) В быту на данный параметр можно не обращать внимание - классы хуже третьего встречаются в продаже не часто.
Селективность
Хорошая - можно воспользоваться специальными таблицами, которые есть у многих производителей, и подобрать пары автоматических выключателей, которые при перегрузке будут обеспечивать селективность. На графике это видно как непересекающиеся графики работы расцепителей:
Но по графику вы могли понять, что плохая новость - обеспечить полную селективность автоматических выключателей при коротком замыкании затруднительно. Кривые пересекаются в области больших токов. Поэтому чаще всего речь о частичной селективности. Например, если синий график - автомат В10, а фиолетовый В40, то ток селективности составит 120А (значение взято из таблиц одного производителя для конкретной модели автоматов). Тоесть при токах меньше тока селективности - все отлично. При токах больше - сработать могут оба устройства защиты.
В бытовой серии модульных автоматических выключателей обеспечивать селективность, даже частичную, довольно трудно. Лишь большие и мощные устройства защиты, например на подстанциях, имеют тонкие настройки уставок расцепителей для обеспечения селективности с вышестоящими устройствами защиты.
Да скажи уже что ставить!?
Прежде всего то, что предусмотрено проектом.
Ну а если уж совсем среднестатистический случай с кучей оговорок, то:
Линия 1,5 мм2 - Автомат В10 с отключающей способностью 6000А
Линия 2,5 мм2 - Автомат В16 с отключающей способностью 6000А
Применение автоматического выключателя с характеристикой "C" или "D" вместо "B" должно иметь вескую причину.
Плюшки
Автоматические выключатели разных производителей могут содержать разные приятности/полезности, которые напрямую на защитные функции не влияют, но могут быть полезны:
Это различные шторки/колпачки/крышечки для пломбирования вводного автомата по требованию электросетевой компании.
Это визуальный индикатор фактического состояния контактов, такой индикатор останется красным, если контакты из-за перегрузки сварились
Это окошки для дополнительных нашлепок с электромагнитными расцепителями, контактами
Это дополнительное окошко у клемм для использования гребенки при подключении
и прочее и прочее.
Плюсы:
- мощность 2700 Ватт;
- работа с напряжением в 300 В;
- информативный экран;
- зарядка батареи за 4 часа;
- поглощаемая энергия в размере 386 Дж;
- работа под половинной нагрузкой 11 минут;
- аккумулятор можно менять.
Время-токовые характеристики
Очевидно, что автомат не всегда отключается мгновенно, и иногда ему надо "подумать и принять решение", или дать шанс нагрузке войти в норму.
Время-токовая характеристика показывает, через какое время и при каком токе отключится автомат. Эти характеристиками также называют кривыми отключения или токо-временными характеристиками. Что точнее, поскольку именно от тока зависит, через какое время отключится автомат.
Поясню эти графики. Как я уже говорил выше, у защитного автомата есть два вида защиты - тепловая (от перегрузки по току) и электромагнитная (от КЗ). На графике работа тепловой защиты - это участок, который плавно спускается. Электромагнитная - кривая резко обрывается вниз.
Тепловая работает медленно (например, если ток превышает номинал в два раза автомат выбьет примерно через минуту), а электромагнитная - мгновенно. Для графика В это мгновение "начинается", когда ток превышает номинал в 3-5 раз, для категории С - в 6-10 раз, для D (не показан, поскольку в быту не применяется) - в 10-20 раз.
Как это работает - можно пофантазировать, что будет, если ток будет превышать номинал в 5 раз, а защита стоит с характеристикой "С", как во всех домах. Автомат выбьет только через 1,5-9 секунд, как повезёт. За 9 секунд поплавится изоляция, и проводку надо будет менять. В данном случае поэтому КЗ лучше, чем перегруз.
Для бытовых целей лучше выбирать время-токовую характеристику "В", поскольку пусковые токи в квартире кратковременные и небольшие, а токи короткого замыкания в квартирах и тем более в частном секторе малые.
Плюсы:
- стабильность;
- батарея;
- защита LAN;
- рабочее напряжение 270 Вольт.
Функции автоматического выключателя
Из названия видно, что это выключатель , который выключает автоматически . То есть, сам , в определенных случаях. Из второго названия - защитный автомат - интуитивно понятно, что это некое автоматическое устройство, которое что-то защищает.
Теперь подробнее. Автоматический выключатель срабатывает и выключается в двух случаях - в случае перегрузки по току, и в случае короткого замыкания (КЗ) .
Перегрузка по току возникает из-за неисправность потребителей, либо когда потребителей становится слишком много. КЗ - это такой режим, когда вся мощность электрической цепи тратится на нагрев проводов, при этом ток в данной цепи является максимально возможным. Далее будет подробнее.
Кроме защиты (автоматического выключения), автоматы могут использоваться для ручного выключения нагрузки. То есть, как рубильник или обычный "продвинутый" выключатель с дополнительными опциями.
Ещё важная функция (это само собой) - клеммы для подключения. Иногда, даже если функция защиты особо не нужна (а она никогда не помешает), клеммы автомата могут очень пригодиться. Например, как показано в статье Почему бы и нет ))).
Минусы:
Резюме
Номинальный ток автоматического выключателя не равен предельно допустимому для кабеля! В силу особенностей конструкции автоматический выключатель может длительное время пропускать через себя токи значительно больше номинальных и не отключаться.
Разные типы электромагнитных расцепителей позволяют избежать ложных срабатываний, но использовать тип С, и в особенности тип D нужно понимая что к чему.
Если ток короткого замыкания в вашей линии мал - то использование автоматического выключателя требует вдумчивого подхода.
Если ток короткого замыкания в вашей линии огромен, то отключающая способность автоматического выключателя должна быть еще больше.
А чтобы знать ток короткого замыкания, его нужно измерить специализированным прибором. И только после измерения можно сказать, будет ли правильно работать защита
Хочу сказать спасибо всем, кто принимал участие в рецензировании черновика. Буду рад указаниям на фактические ошибки в статье и ценным дополнениям.
Надёжная защита компьютеров, работоспособность и долгий срок службы источников бесперебойного питания (ИБП) зависят от правильно подобранной мощности ИБП по отношению к нагрузке. В этом посте мы рассмотрим простые правила подбора ИБП по мощности — они помогут и сэкономить бюджет, и остаться уверенным, что эти устройства обеспечат защиту в случае внезапного сбоя или отключения электроснабжения.
Количество полюсов
По количеству полюсов автоматы бывают:
- Однополюсные (1п, 1p). Это самой распространенный тип. Он стоит в цепи и защищает один провод, одну фазу. Такой изображен в начале статьи.
- Двухполюсные (2п, 2p). В данном случае - это два однополюсных автомата, с объединенным выключателем (ручкой). Как только ток через один из автоматов превысит допустимое значение, отключатся оба. Применяются такие в основном для полного отключения однофазной нагрузки, когда рвется и ноль, и фаза. Именно двухполюсные автоматы применяются на вводе в наши квартиры.
- Трехполюсные (3п, 3p). Применяются для разрыва и защиты трехфазных цепей. Так же, как и в случае с двухполюсными, фактически это три однополюсных автомата, с общей ручкой включения/выключения.
- Четырехполюсные (4п, 4p). Встречаются редко, устанавливаются в основном на вводе трехфазных РУ (распределительных устройств) для разрыва не только фаз (L1, L2, L3), но и рабочего нуля (N).
1. Зачем так много автоматов в щитке
Раньше люди обходились 1 автоматом или "пробкой" на всю квартиру. Если что-то произошло, выключается все и сразу. Это дешево, но немного не удобно. Становится темно и сложно что-либо делать. Поэтому решили попробовать поставить не 1, а несколько автоматических выключателей, чтобы как-то отделить, например, розетки от освещения. Или аварийное освещение от обычного освещения.
Идея классная, но какие выбрать автоматические выключатели? И вот для ответа на такие вопросы, приходится вникать в селективность защит.
Рассмотрим стандартный электрощит - сверху мы имеем 1 вводной выключатель, а ниже несколько. Напоминает перевернутое дерево, где нижние ветки сходятся к общему "стволу".
Специально для этой статьи, удалось найти схему щита от любителей 16-амперников. Схема похожа на профессиональную, возможно из какого-то каталога.
Рис.1 Схема электрощита для любителей 16А автоматов - 14 штук в щите! Почти рекорд! Более того вводной 32А и на варочную поверхность тоже 32А!
Рис.1 Схема электрощита для любителей 16А автоматов - 14 штук в щите! Почти рекорд! Более того вводной 32А и на варочную поверхность тоже 32А!
На схеме выше хорошо видна проблема перегрузки вводного автоматического выключателя. Если любые 2 обведенных автомата окажутся нагружены на 100%, то вводной автомат должен будет отключиться, учитывая, что по другим АВ тоже идет какой-то ток.
Адекватных мер работы с такими ситуациями по сути две:
2. Ставить реле приоритета нагрузки - оно отключает часть потребителей, чтобы не "выбило" вводной автомат.
Например, теплые полы и водонагреватель в санузле - считать неприоритетными. Так как если они выключатся на несколько минут, даже на час, практически, мало что поменяется. А отключение компьютера без UPS (источника бесперебойного питания) может привести к потере времени и данных.
Основная идея нескольких автоматических выключателей в щите, чтобы при перегрузке или аварии отключалась только одна часть потребителей. В случае установки всех автоматов 16 А - в том числе вводного - выключаться будет именно вводной автомат.
Выбор автоматического выключателя. Основное правило
Выбирать защитный автомат надо, исходя из площади сечения провода, который этот автомат защищает (который подключен после этого автомата). А сечение провода - из максимального тока (мощности) нагрузки.
Алгоритм выбора автоматического выключателя таков:
- Определяем мощность и ток потребителей линии, которая будет питаться через автомат. Ток рассчитывается по формуле I=P/220 , где 220 - номинальное напряжение, I - ток в амперах, Р - мощность в ваттах. Например, для нагревателя мощностью 2,2 кВт ток будет 10 А.
- Выбираем провод по таблице выбора сечения в зависимости от тока . Для нашего нагревателя подойдет кабель с жилой сечением 1,5 мм². Он в самых худших условиях в однофазной сети держит ток до 19А.
- Выбираем автомат, чтобы он гарантированно защищал наш провод от перегруза. Для нашего случая - 13А. Если поставить автомат с таким номинальным тепловым током, то при токе 19А (превышение в полтора раза) автомат сработает примерно через 5-10 минут, судя по время-токовым характеристикам.
Много это или мало? Учитывая, что кабель тоже имеет тепловую инерцию, и не может мгновенно расплавиться, то нормально. Но учитывая то, что нагрузка не может просто так увеличить свой ток в полтора раза, и за эти минуты может произойти пожар - это много.
Поэтому, для тока 10 А лучше использовать провод сечением 2,5 мм² (ток при открытой прокладке - 27А), а автомат 13А (при превышении в 2 раза сработает примерно через минуту). Это для тех, кто хочет перестраховаться.
При этом главное правило будет таким:
Ток провода должен быть больше тока автомата, а ток автомата - больше тока нагрузки
И если есть такая возможность, номинал автомата должен быть смещён в сторону тока нагрузки. Например, макс.ток нагрузки 8 Ампер, макс.ток провода - 27А (2,5мм2). Автомат следует выбирать не на 13 или 16, а на 10 Ампер.
Привожу таблицу выбора автомата:
Отзывы
Качественная модель умеет отлично работать практически при любых условиях. Скачки напряжения, короткое замыкание – все это не навредит ПК, если вы будете использовать такой ИБП.
Лучший ИБП с двойным преобразованием IPPON Innova G2 3000
- 2700 Watt;
- работа под полной нагрузкой – 3,8 м;
- USB, RS-232;
- слот расширения;
- ЖК экран.
Топ ИБП с двойным преобразованием открывает модель, в которой установлена емкий питательный элемент. Устройство умеет работать в электросети на 300 В. Мощность составляет 2700 Ватт. Хватит для производительного ПК и других девайсов. Аккумулятора хватает для работы на 11 минут (при неполной нагрузке). В остальных случаях показатель сокращается до 3,8 минут.
Питательный элемент пополняется за 4 часа. Стабильность выходного сигнала на уровне ± 1 %. В конструкции аппарата 8 разъемов для подключения питания. Устройство способно поглощать импульсы сети вплоть до 386 Дж. Присутствует ЖК дисплей. Есть фильтрация помех, а также остальные защитные опции.
Расчёт нагрузки при выборе мощности ИБП
При подборе ИБП оперируют тремя величинами:
- мощность нагрузки,
- номинальная мощность ИБП,
- требуемое время автономной работы ИБП от батареи.
С определением мощности нагрузки всё относительно просто — суммируется мощность всех устройств, которые планируется подсоединить к одному ИБП (обычно это группа устройств, расположенных рядом друг с другом). Затем полученные цифры суммируются по всем ИБП, обслуживающих такие группы устройств. Мощность, потребляемую мониторами, принтером, колонками, роутером, внешним дисководом и т.д., можно найти на этикетках устройств. Для ПК или сервера берётся мощность указанная на блоке питания.
Знатоки скажут, что это весьма приблизительный подсчёт нагрузки, поскольку в разных режимах потребляемая мощность каждого устройства может существенно отличаться от той, что указана на этикетках или в спецификациях на блоки питания. Это будет абсолютной правдой, но они же согласятся, что таким образом определяется мощность «по верхнему пределу потребления». Если реальная мощность нагрузки в результате окажется ниже рассчитанной, то ничего плохого не случится.
Дальше идёт первый нюанс — он связан с номинальной мощностью ИБП: обычно она указывается в вольт-амперах (В·А) и выносится в виде цифр в название модели ИБП. Например, модель ИБП Eaton 5P 850 имеет номинальную мощность 850 В·А. При этом мощность нагрузки подсчитывается в ваттах (Вт), так как именно в ваттах маркируются блоки питания компьютеров, мониторов и других ИТ-устройств. Удобные онлайн-калькуляторы пересчёта «В·А в Вт» есть в интернете. Если же вы хотите пересчитать самостоятельно, можно воспользоваться следующей формулой:
Активная мощность (ватты) = Полная мощность (вольт-амперы) × Коэффициент мощности (Cos φ)
Второй нюанс состоит в том, что неизвестной величиной в этой формуле будет коэффициент мощности (Cos φ). И, кстати, в онлайн-калькуляторе тоже потребуется указать значение этого параметра. Для измерения «косинуса фи» для конкретного устройства существуют специальные приборы, называемые фазометрами. Но в малом бизнесе столь точные расчеты Cos φ обычно никто не проводит. Как правило, пользуются оценочными значениями Cos φ, характерными для данного типа устройств.
Так, для типового ПК эта величина составляет 0,7, и именно с этим коэффициентом указана мощность ИБП в ваттах в каталогах Eaton.
А какой Cos φ у современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов и прочего)? В них используются блоки питания с коррекцией коэффициента мощности, поэтому его значение приближается к единице (1,0). Принято считать, что такое оборудование является нагрузкой с небольшой ёмкостной составляющей, и коэффициент мощности принимают равным 0,95.
Отдельным вопросом является использование таких блоков питания с ИБП – при их использовании требуется выбрать ИБП бОльшей мощности, особенно, если ИБП выдает не чистую синусоиду напряжения на выходе, а меандр.Также могут возникнуть дополнительные требования к ИБП, связанные с принципом работы таких источников. Тема требует отдельной статьи, и таких статей уже написано множество.
Следующий параметр, значение которого следует знать перед выбором мощности ИБП — это желаемое время работы ИБП в режиме «от батарей». В каталоге для каждой модели ИБП приводится оценочное время автономной работы при нагрузке 50% и 70% от номинальной мощности.
Узнать мощность нагрузки можно с помощью самого ИБП. Источник: Eaton
Обычно для корректного завершения работы операционной системы на компьютерах достаточно 5 минут, особенно если автоматизировать этот процесс посредством программного обеспечения мониторинга и управления ИБП — стороннего или от производителя ИБП (например, Eaton Intelligent Power Manager). Однако если требуется значительно большее время на поддержание работы компьютеров, то следует выбирать более мощные модели ИБП или даже докупать и устанавливать дополнительные внешние батареи. Такие внешние батареи доступны для моделей ИБП, работающих в корпоративном секторе.
Давайте выполним пример расчёта мощности ИБП для защиты электропитания двух современных серверов, позиционируемых как «серверы для малого бизнеса» с блоками питания по 200 Вт (то есть общая мощность двух серверов — 400 Вт). Низкая мощность блоков питания объясняется тем, что в таких серверах нет никаких движущихся частей, кроме вентиляторов охлаждения. Дисковая память реализована на SSD и нет CD-дисковода. Да, и ещё предполагается, что мощных видеокарт тоже нет.
При коэффициенте мощности 0,95 и ориентации на 70-процентную нагрузку от номинальной мощности получим, что требуется ИБП не менее, чем на 600 В·А: (400 ÷ 0,95) ÷ 0,7. Таким требованиям удовлетворит, скажем, ИБП Eaton 5P 650 в корпусе «башня» или «для стойки, 1U». Согласно каталогу, время автономной работы такого источника будет порядка 6 минут. Однако если вы не уверены, что точно знаете коэффициент мощности БП вашего сервера, то лучше ориентироваться на стандартное значение 0,7, а не на близкое к идеальному 0,95. Тогда наш расчёт (400 ÷ 0,7) ÷ 0,7 даст требуемую мощность ИБП 816 В·А. Следовательно, следует выбрать следующую по мощности модель ИБП Eaton 5P 850. Всегда лучше выбирать ИБП с запасом, т.к. время автономной работы в каталогах указано приблизительно и может варьироваться в зависимости от реальной нагрузки, возраста батареи и уровня её заряда, температуры окружающей среды.
Заметим тут же, что ИБП, как и любой компонент системы электропитания (к примеру, трансформатор), должен быть рассчитан на полную мощность нагрузки. Поэтому в нормальном режиме линейно-интерактивный ИБП работает через автотрансформатор и приведенная выше методика справедлива. Но при работе от батареи преобразуется только активная составляющая, поэтому необходимо учитывать номинальную активную мощность ИБП. Для ИБП Eaton 5-й серии это значение обычно подсчитывается как S·0,6 (0,7). Для класса онлайн-ИБП в любом режиме (кроме байпаса) необходимо учитывать и активную мощность, и полную, и разрешенный диапазон коэффициента мощности нагрузки.
Плюсы:
- пополнение емкости батареи за 8 часов;
- емкий аккумулятор;
- 4 евророзетки;
- напряжение 280 В;
- КПД 96.5%;
- компактность.
Читайте также: