انتقل إلى المحتوى
Engineerly
ENع
الحماية والأعطال

حاسبة اختيار القاطع (Ib ≤ In ≤ Iz)

تحدد هذه الحاسبة التيار المقنن لقاطع MCB أو MCCB يحمي الكابل من الحمل الزائد وفق قاعدة IEC 60364-4-43: ‏Ib ≤ In ≤ Iz و I2 ≤ 1.45 Iz. فهي تختار أصغر تيار قياسي يعلو تيار التصميم، وتقارنه بسعة حمل التيار للكابل، وتنبّه عندما يلزم تكبير مقطع الكابل. وتعرض للقواطع المصغّرة MCB مدى الفصل اللحظي لمنحنيات B وC وD.

آخر مراجعة

IbInIz≤≤BCD1351020× In
يقع تيار القاطع In بين تيار التصميم Ib وسعة الكابل Iz. ويحدد منحنى الفصل نقطة الفصل اللحظي: B عند 3–5 × In وC عند 5–10 × In وD عند 10–20 × In (IEC 60898-1).

للتقدير والتعلّم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الأكواد المعمول بها (IEC 60364 وNEC/NFPA 70 وBS 7671 واللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع. اقرأ إخلاء المسؤولية.

المدخلات

الجهاز

الحمل

حساب تيار التصميم من
A

الكابل والقاطع

A

القيمة المصحّحة بعد معاملَي الحرارة المحيطة والتجميع، ويمكن أخذها مثلًا من حاسبة مقطع الكابل

منحنى الفصل

النتيجة

اختيار القاطع — Engineerly. تقدير لأغراض تعليمية فقط؛ تحقّق منه وفق الأكواد المعمول بها وبيانات الصانع.

التيار المقنن In
32A

In = 32 A يحقق Ib ≤ In ≤ Iz و I2 ≤ 1.45 Iz.

تيار التصميم Ib
28A
تيار الفصل الاصطلاحي I2
46.4A
الحد 1.45 × Iz
49.3A
أكبر تيار قياسي يسمح به الكابل
32A
مدى الفصل اللحظي، المنحنى C
160 – 320A

منحنيات الفصل (إرشادية فقط، IEC 60898-1)

المنحنىالفصل اللحظيعند In = 32 Aالاستخدام النموذجي
B3–5 × In96–160 Aأحمال مقاومية أو كابلات طويلة أو تيار عطل منخفض
C5–10 × In160–320 Aاستخدام عام ومحركات صغيرة وإنارة ذات تيار تدفق
D10–20 × In320–640 Aمحولات وتيار تدفق المحركات الكبيرة وماكينات اللحام

خطوات الحل بأرقامك

  1. 1. أصغر تيار قياسي لا يقل عن Ib
    In ≥ Ib
    32 A ≥ 28 A
    = In = 32 A
  2. 2. مقارنة التيار المقنن بسعة الكابل
    In ≤ Iz
    32 A ≤ 34 A
    = ✓
  3. 3. تيار الفصل الاصطلاحي
    I2 = k × In
    I2 = 1.45 × 32 A
    = 46.4 A
  4. 4. شرط الحمل الزائد
    I2 ≤ 1.45 × Iz
    46.4 A ≤ 1.45 × 34 A = 49.3 A
    = ✓

الافتراضات

  • الحماية من الحمل الزائد وفق البند 433.1 من IEC 60364-4-43: ‏Ib ≤ In ≤ Iz و I2 ≤ 1.45 Iz.
  • القاطع MCB وفق IEC 60898-1: ‏I2 = 1.45 In، فيتحقق شرط I2 تلقائيًا عند تحقق In ≤ Iz. التيارات المفضّلة من 6 A إلى 125 A.
  • Iz هي سعة حمل التيار للكابل بعد التصحيح (بعد معاملَي الحرارة المحيطة والتجميع).
تيار التصميم Ib: 28 A
سعة حمل التيار للكابل Iz: 34 A
الجهاز: MCB ‏(IEC 60898-1)
المنحنى: C

تحقّق قبل الاعتماد على النتيجة

  • يجب أن يبلغ تيار عطل الأرضي تيار الفصل اللحظي كي يفصل القاطع في الوقت المطلوب (ممانعة الحلقة وأزمنة الفصل في IEC 60364-4-41). يُتحقق من ذلك بشكل منفصل.
  • يجب ألا تقل سعة القطع للجهاز (Icn للقواطع MCB، وIcu/Ics للقواطع MCCB) عن تيار القصر المتوقع في موقعه.
  • تفترض التيارات المقننة درجة الحرارة المرجعية المحيطة بالجهاز؛ ويُخفَّض التيار في اللوحات الحارة أو عند تجاور أجهزة كثيرة حسب تعليمات الشركة المصنّعة.
  • للتقدير والتعليم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الكود المعمول به (IEC 60364 أو NEC/NFPA 70 أو BS 7671 أو اللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع.

طريقة استخدام الحاسبة

  1. يُحدَّد نوع القاطع: MCB وفق IEC 60898-1 أو MCCB وفق IEC 60947-2.
  2. يُدخَل تيار التصميم Ib مباشرة، أو القدرة الفعلية والجهد ومعامل القدرة لحسابه.
  3. تُدخَل سعة حمل التيار للكابل بعد التصحيح Iz (بعد معاملَي الحرارة المحيطة والتجميع)، وتوفّرها حاسبة مقطع الكابل.
  4. يُختار منحنى الفصل للقاطع MCB، أما للقاطع MCCB فيُدخَل مضاعف تيار الفصل الاصطلاحي من بيانات الشركة المصنّعة.
  5. تُقرأ النتيجة: التيار المقنن In، والتحقق من شرط I2، وأكبر تيار يسمح به الكابل عندما لا يناسب أي تيار قياسي.

طريقة الحساب: المعادلة

Ib ≤ In ≤ Iz I2 ≤ 1.45 × Iz I2 = k × In MCB (IEC 60898-1): k = 1.45 → In ≤ Iz is enough Ib = P / (√3 × V × cos φ) (three-phase) Instantaneous trip: B 3–5 × In, C 5–10 × In, D 10–20 × In

يجب ألا يقل In عن تيار التصميم كي لا يفصل القاطع في التشغيل العادي، وألا يزيد على Iz كي يبقى الكابل محميًا. أما I2 فهو التيار الذي يضمن فصل القاطع خلال الزمن الاصطلاحي، واشتراط I2 ≤ 1.45 Iz يحدّ من المدة التي يعمل فيها الكابل محمَّلًا فوق طاقته. وفي القواطع MCB تكون I2 مساوية لـ 1.45 In، فيتحقق الشرط الثاني تلقائيًا من الأول، أما في الأجهزة الأخرى فيجب التحقق منه بقيمة I2 الخاصة بالجهاز.

الرموز والوحدات

الرمزالمعنىالوحدة
Ibتيار التصميم للدائرةA
Inالتيار المقنن لجهاز الحماية (أو ضبط الحمل الزائد Ir)A
Izسعة حمل التيار للكابل بعد التصحيحA
I2تيار الفصل الاصطلاحي للجهازA
kالنسبة I2 / In—

مثال محلول

قاطع MCB، تيار التصميم Ib = 28 A، سعة الكابل Iz = 34 A، المنحنى C:

Smallest standard rating ≥ 28 A → In = 32 A In ≤ Iz: 32 ≤ 34 ✓ I2 = 1.45 × 32 = 46.4 A ≤ 1.45 × 34 = 49.3 A ✓ Curve C instantaneous trip: 5 × 32 = 160 A to 10 × 32 = 320 A

ولو كانت سعة الكابل Iz = 30 A فقط، لكان القاطع 32 A أكبر منها والقاطع 25 A أقل من Ib، فلا يناسب أي تيار قياسي ويجب تكبير الكابل. ويسحب حمل ثلاثي الطور قدرته 15 kW عند 400 V ومعامل قدرة 0.85 تيارًا قدره 15000 / (1.73205 × 400 × 0.85) = 25.47 A، فيُختار له كذلك قاطع 32 A.

الافتراضات

  • الحماية من الحمل الزائد فقط وفق البند 433.1 من IEC 60364-4-43.
  • تيارات القواطع MCB هي القيم المفضّلة في IEC 60898-1 من 6 A إلى 125 A، وتيارات القواطع MCCB هي تيارات الإطار والتيارات المقننة الشائعة لدى الشركات المصنّعة.
  • القاطع يعمل عند درجة الحرارة المرجعية المحيطة به.

حدود الاستخدام

  • لا تُفحص الحماية من الأعطال: يجب أن تسمح ممانعة حلقة عطل الأرضي بفصل القاطع ضمن أزمنة الفصل في IEC 60364-4-41.
  • يجب ألا تقل سعة القطع (Icn، أو Icu/Ics للقواطع MCCB) عن تيار القصر المتوقع عند موقع التركيب.
  • يحتاج التمييز (الانتقائية) مع الأجهزة الأعلى، وإقلاع المحركات، وتيار تدفق المحولات، إلى منحنيات الزمن والتيار من الشركة المصنّعة.
  • اقتراحات منحنى الفصل إرشادية فقط؛ فالمنحنى المناسب يتوقف على تيار التدفق للحمل وعلى تيار العطل المتاح.
  • تُحمى دوائر المحركات عادةً بجهاز حماية للمحرك أو مرحّل حمل زائد منسَّق مع الكونتاكتور، وهذا خارج نطاق الأداة.

المراجع

معايير ومراجع تتناول هذا الموضوع؛ اعتمد الإصدار المعمول به في بلدك.

  • IEC 60364-4-43، الحماية من أجل السلامة — الحماية من التيار الزائد، البند 433.1 (Ib ≤ In ≤ Iz و I2 ≤ 1.45 Iz).
  • IEC 60364-4-41، الحماية من أجل السلامة — الحماية من الصدمة الكهربائية (أزمنة الفصل وممانعة الحلقة).
  • IEC 60898-1، القواطع الآلية للحماية من التيار الزائد في التمديدات المنزلية وما يماثلها (التيارات المفضّلة، ومدى الفصل اللحظي B/C/D، و I2 = 1.45 In).
  • IEC 60947-2، أجهزة المفاتيح والتحكم للجهد المنخفض — القواطع الآلية (MCCB وACB).
  • IEC 60364-5-52، نظم التمديدات — سعة حمل التيار للكابلات (مصدر Iz).
  • BS 7671، متطلبات التمديدات الكهربائية — اللائحة 433.1 والملحق 4 (القواعد المكافئة في الممارسة البريطانية).

أسئلة شائعة

لماذا لا يُختار القاطع ببساطة أعلى من تيار الحمل بدرجة واحدة؟

لأن القاطع يحمي الكابل لا الحمل، فيجب أن يكون تياره المقنن مساويًا لسعة الكابل بعد التصحيح Iz أو أقل منها. وإذا كان أول تيار قياسي فوق Ib أكبر من Iz فالكابل صغير على هذه الدائرة ويجب تكبيره.

ما معنى الشرط I2 ≤ 1.45 Iz؟

التيار I2 هو التيار الذي يُضمن عنده فصل الجهاز خلال زمنه الاصطلاحي (ساعة أو ساعتين). ويتحمل الكابل نحو 1.45 مرة من تياره المقنن خلال هذه المدة دون ضرر جسيم، لذلك يجب أن يفصل الجهاز عند هذا المستوى أو دونه.

أي منحنى أختار: B أم C أم D؟

يفصل المنحنى B لحظيًا بين 3 و5 أضعاف In، ويناسب الأحمال المقاومية والدوائر الطويلة ذات تيار العطل المنخفض. والمنحنى C (من 5 إلى 10 أضعاف In) هو الاختيار المعتاد للدوائر العامة والإنارة والمحركات الصغيرة. أما المنحنى D (من 10 إلى 20 ضعفًا) فيتحمل تيار التدفق العالي للمحولات والمحركات الكبيرة وماكينات اللحام، لكنه يحتاج إلى تيار عطل كبير ليفصل لحظيًا.

لماذا يحتاج القاطع MCCB إلى إدخال تيار الفصل الاصطلاحي؟

تحدد IEC 60898-1 قيمة I2 بمقدار 1.45 In للقواطع MCB. أما القواطع MCCB فتخضع لـ IEC 60947-2، وتتوقف القيمة فيها على المنتج، وعلى قيمة الضبط في وحدات الفصل الإلكترونية القابلة للتعديل. لذلك تُدخَل القيمة من بيانات الشركة المصنّعة ليكون التحقق من I2 صحيحًا.

هل التيار 13 A قياسي؟

التيار 13 A من التيارات المقننة المفضّلة المدرجة في IEC 60898-1 وهو شائع في بعض البلدان، لكن لا تقدّمه كل الشركات المصنّعة في كل سلاسلها، فيُستحسن التأكد من توفره قبل اعتماده.

حاسبات ذات صلة

تضمين هذه الحاسبة في موقعك

الصق هذه الشيفرة في صفحتك لعرض الحاسبة داخل إطار. يجب أن يبقى رابط النسبة ظاهرًا. الصفحة المضمّنة خالية من الإعلانات ولا تخزّن أي بيانات.

كيف جرى التحقق من هذه المعادلات: المنهجية والاختبار.