Ποιο είναι το ονομαστικό ρεύμα στην ηλεκτρική μηχανική

Το Επεξηγηματικό Λεξικό της Ρωσικής Γλώσσας του Ακαδημαϊκού Ozhegov εξηγεί την έννοια της λέξης "ονομαστική", όπως ορίζεται, ονομάζεται, αλλά δεν εκπληρώνει τα καθήκοντά της, διορισμός, δηλαδή πλασματικός.

Αυτός ο ορισμός εξηγεί με ακρίβεια τους ηλεκτρικούς όρους της ονομαστικής τάσης, ρεύματος και ισχύος. Φαίνεται ότι υπάρχουν, ορίζονται και ορίζονται, αλλά στην πραγματικότητα χρησιμεύουν μόνο ως κατευθυντήριες γραμμές για τους ηλεκτρολόγους. Οι πραγματικές αριθμητικές εκφράσεις αυτών των παραμέτρων διαφέρουν στην πραγματικότητα από τις τιμές που έχουν οριστεί.

Για παράδειγμα, όλοι γνωρίζουμε ένα εναλλασσόμενο μονοφασικό δίκτυο με τάση 220 βολτ, η οποία θεωρείται ονομαστική. Στην πραγματικότητα, η τιμή του σύμφωνα με το GOST μπορεί να φτάσει μόνο το ανώτατο όριο των 252 βολτ. Έτσι λειτουργεί το κρατικό πρότυπο.

Η ίδια εικόνα φαίνεται και με το ονομαστικό ρεύμα.

Αρχή προσδιορισμού του ονομαστικού ρεύματος

Ως βάση για την επιλογή της τιμής του, λήφθηκε η μέγιστη δυνατή θερμική θέρμανση των ηλεκτρικών καλωδίων, συμπεριλαμβανομένης της μόνωσής τους, η οποία πρέπει να λειτουργεί αξιόπιστα υπό φορτίο για απεριόριστο χρόνο.

Στο ονομαστικό ρεύμα, διατηρείται μια θερμική ισορροπία μεταξύ:

• θέρμανση των συρμάτων από την επίδραση θερμοκρασίας των ηλεκτρικών φορτίων, που περιγράφεται από τη δράση του νόμου Joule-Lenz.

• ψύξη λόγω απομάκρυνσης μέρους της θερμότητας στο περιβάλλον.

Σε αυτή την περίπτωση, η θερμότητα Q1 δεν θα πρέπει να επηρεάζει τα μηχανικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά αντοχής του μετάλλου και το Q2 — στην αλλαγή στις χημικές και διηλεκτρικές ιδιότητες του μονωτικού στρώματος.

Ακόμη και αν η τιμή ρεύματος ξεπεραστεί ελαφρά, μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα θα χρειαστεί να αφαιρέσετε την τάση από τον ηλεκτρικό εξοπλισμό για να ψύξετε το μέταλλο του αγωγού ρεύματος και τη μόνωση. Διαφορετικά, οι ηλεκτρικές τους ιδιότητες θα επηρεαστούν και θα προκληθεί διάσπαση του διηλεκτρικού στρώματος ή παραμόρφωση του μετάλλου.

Οποιοσδήποτε ηλεκτρικός εξοπλισμός (συμπεριλαμβανομένων των πηγών ρεύματος, των καταναλωτών του, των καλωδίων και των συστημάτων σύνδεσης, των προστατευτικών συσκευών) υπολογίζεται, σχεδιάζεται και κατασκευάζεται για να λειτουργεί σε ένα συγκεκριμένο ονομαστικό ρεύμα.

Η αξία του αναφέρεται όχι μόνο στην τεχνική τεκμηρίωση του εργοστασίου, αλλά και στο περίβλημα ή τις πινακίδες του ηλεκτρικού εξοπλισμού.

Η παραπάνω φωτογραφία δείχνει ξεκάθαρα τις ονομασίες ρεύματος των 2,5 και 10 αμπέρ που γίνονται με σφράγιση στην κατασκευή του ηλεκτρικού βύσματος.

Προκειμένου να τυποποιηθεί ο εξοπλισμός, το GOST 6827-76 εισάγει έναν αριθμό ονομαστικών ρευμάτων στα οποία πρέπει να λειτουργούν σχεδόν όλες οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις.

Πώς να επιλέξετε την προστατευτική συσκευή για ονομαστικό ρεύμα

Δεδομένου ότι το ονομαστικό ρεύμα καθορίζει τη δυνατότητα μακροχρόνιας λειτουργίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού χωρίς καμία ζημιά, τότε όλες οι συσκευές προστασίας ρεύματος ρυθμίζονται να λειτουργούν όταν ξεπεραστεί.

Στην πράξη, υπάρχουν συχνά καταστάσεις όπου, για μικρό χρονικό διάστημα, συμβαίνει υπερφόρτωση στο κύκλωμα ισχύος για διάφορους λόγους. Σε αυτή την περίπτωση, η θερμοκρασία του μετάλλου του αγωγού και του μονωτικού στρώματος δεν έχει χρόνο να φτάσει στο όριο όταν παραβιάζονται οι ηλεκτρικές τους ιδιότητες.

Για αυτούς τους λόγους, η ζώνη υπερφόρτωσης χωρίζεται σε ξεχωριστή ζώνη, η οποία περιορίζεται όχι μόνο από το μέγεθος, αλλά και από τη διάρκεια της δράσης. Όταν επιτευχθούν οι κρίσιμες τιμές θερμοκρασίας του μονωτικού στρώματος και του μετάλλου του αγωγού, πρέπει να αφαιρεθεί η τάση από την ηλεκτρική εγκατάσταση για να κρυώσει.

Αυτές οι λειτουργίες εκτελούνται με προστατευτικά θερμικής υπερφόρτωσης:

• διακόπτες κυκλώματος?

• θερμικές εκλύσεις.

Αντιλαμβάνονται το θερμικό φορτίο και προσαρμόζονται να σβήνουν με συγκεκριμένο χρόνο. Η ρύθμιση των προστασιών που πραγματοποιούν «στιγμιαία» διακοπή του φορτίου είναι ελαφρώς υψηλότερη από το ρεύμα υπερφόρτωσης. Ο όρος «στιγμιαία» στην πραγματικότητα ορίζει τη δράση στο συντομότερο δυνατό χρονικό διάστημα. Για τις πιο γρήγορες προστασίες υπερέντασης του σήμερα, η διακοπή πραγματοποιείται σε λιγότερο από 0,02 δευτερόλεπτα.

Το ρεύμα λειτουργίας στην κανονική λειτουργία ισχύος είναι συνήθως μικρότερο από την ονομαστική τιμή.

Στο συγκεκριμένο παράδειγμα, η περίπτωση αναλύεται για κυκλώματα AC. Στα κυκλώματα τάσης συνεχούς ρεύματος, δεν υπάρχει θεμελιώδης διαφορά στη σχέση μεταξύ του λειτουργικού, του ονομαστικού ρεύματος και της επιλογής των ρυθμίσεων για τη λειτουργία προστασίας.

Πώς ο διακόπτης κυκλώματος έχει ρυθμιστεί ώστε να λειτουργεί με ονομαστικό ρεύμα

Στην προστασία βιομηχανικών συσκευών και οικιακών ηλεκτρικών δικτύων, οι πιο συνηθισμένοι είναι οι αυτόματοι διακόπτες, οι οποίοι συνδυάζουν στο σχεδιασμό τους:

• Θερμικά καθυστερημένες απελευθερώσεις.

• τρέχουσα διακοπή, πολύ γρήγορος τερματισμός λειτουργίας έκτακτης ανάγκης.

Σε αυτή την περίπτωση, οι διακόπτες κυκλώματος κατασκευάζονται για ονομαστική τάση και ρεύμα. Οι προστατευτικές συσκευές επιλέγονται ανάλογα με το μέγεθός τους για να λειτουργούν στις συγκεκριμένες συνθήκες ενός συγκεκριμένου κυκλώματος.

Για το σκοπό αυτό, τα πρότυπα ορίζουν 4 τύπους χαρακτηριστικών τρέχοντος χρόνου για διαφορετικά σχέδια μηχανών. Σημειώνονται με λατινικά γράμματα A, B, C, D και είναι σχεδιασμένα για εγγυημένη αποσύνδεση βλαβών με πολλαπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος από 1,3 έως 14.

Ο διακόπτης χρόνου-ρεύματος, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, επιλέγεται για ένα συγκεκριμένο τύπο φορτίου, για παράδειγμα:

• συσκευές ημιαγωγών?

• συστήματα φωτισμού?

• κυκλώματα με μικτά φορτία και μέτρια ρεύματα εισόδου.

• κυκλώματα με μεγάλη χωρητικότητα υπερφόρτωσης.

Το χαρακτηριστικό τρέχοντος χρόνου μπορεί να αποτελείται από τρεις ζώνες δράσης, όπως φαίνεται στην εικόνα, ή δύο (χωρίς τη μέση).

Η ονομασία του ονομαστικού ρεύματος βρίσκεται στο περίβλημα του μηχανήματος. Η εικόνα δείχνει έναν διακόπτη που φέρει την ένδειξη ονομαστικής ισχύος 100 amp.

Αυτό σημαίνει ότι θα λειτουργεί (σβήνει) όχι από το ονομαστικό ρεύμα (100 A), αλλά από την περίσσεια του. Ας υποθέσουμε ότι εάν ο διακόπτης του μηχανήματος έχει ρυθμιστεί σε πολλαπλάσιο του 3,5, τότε ένα ρεύμα 100×3,5 = 350 αμπέρ ή περισσότερο θα σταματήσει από αυτόν χωρίς χρονική καθυστέρηση.

Όταν η θερμική απελευθέρωση έχει ρυθμιστεί σε πολλαπλάσιο του 1,25, τότε όταν επιτευχθεί μια τιμή 100×1,25 = 125 αμπέρ, η διακοπή θα πραγματοποιηθεί μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, για παράδειγμα μία ώρα. Σε αυτήν την περίπτωση, το κύκλωμα θα λειτουργεί με υπερφόρτωση κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι άλλοι παράγοντες που σχετίζονται με τη διατήρηση του καθεστώτος θερμοκρασίας προστασίας επηρεάζουν επίσης τον χρόνο απενεργοποίησης του μηχανήματος:

• περιβαλλοντικές συνθήκες;

• ο βαθμός πλήρωσης του πίνακα διανομής με εξοπλισμό ·

• τη δυνατότητα θέρμανσης ή ψύξης από εξωτερικές πηγές.

Πώς βαθμολογούνται οι καλωδιώσεις και ο διακόπτης κυκλώματος;

Για τον προσδιορισμό των κύριων ηλεκτρικών παραμέτρων των προστασιών και των αγωγών, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη το φορτίο που εφαρμόζεται σε αυτά. Για να γίνει αυτό, υπολογίζεται σύμφωνα με την ονομαστική ισχύ των συσκευών που σχετίζονται με την εργασία, λαμβάνοντας υπόψη τον συντελεστή απασχόλησής τους.

Για παράδειγμα, ένα πλυντήριο πιάτων, μια πολυκουζίνα, ένας ηλεκτρικός φούρνος και ένας φούρνος μικροκυμάτων συνδέονται στην ομάδα εξόδου που βρίσκεται στην κουζίνα, η οποία καταναλώνει συνολική ισχύ σε κανονική λειτουργία 5660 watt (λαμβάνοντας υπόψη τη συχνότητα μεταγωγής).

Η ονομαστική τάση του οικιακού δικτύου είναι 220 βολτ. Προσδιορίστε το ρεύμα φορτίου που θα διαρρέει τους αγωγούς και τις προστατευτικές διατάξεις διαιρώντας την ισχύ με την τάση. I = 5660/220 = 25,7 A.

Στη συνέχεια, κοιτάμε έναν πίνακα με έναν αριθμό ονομαστικών ρευμάτων για ηλεκτρικό εξοπλισμό Δεν έχει διακόπτη για τέτοιο ρεύμα. Αλλά οι κατασκευαστές παράγουν μηχανές για 25 αμπέρ. Η αξία του είναι πιο κοντά στους στόχους μας. Επομένως, το επιλέγουμε ως βάση για μια προστατευτική συσκευή για τους καταναλωτές καλωδίωσης της ομάδας εξόδου.

Στη συνέχεια, πρέπει να αποφασίσουμε για το υλικό των συρμάτων και τη διατομή. Ας πάρουμε ως βάση τον χαλκό, αφού η καλωδίωση αλουμινίου, ακόμη και για οικιακούς σκοπούς, δεν είναι πλέον δημοφιλής λόγω των χαρακτηριστικών της.

Τα εγχειρίδια ηλεκτρολόγων περιέχουν πίνακες για την επιλογή αγωγών διαφόρων υλικών για τρέχουσα φόρτωση. Ας πάρουμε την περίπτωσή μας, λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι η καλωδίωση γίνεται με ξεχωριστό καλώδιο με μόνωση PE κρυμμένο στην υδρορροή τοίχου. Τα όρια θερμοκρασίας θεωρείται ότι αντιστοιχούν στις συνθήκες του δωματίου.

Ο πίνακας θα μας δώσει πληροφορίες ότι η ελάχιστη επιτρεπόμενη διατομή ενός τυπικού σύρματος χαλκού για την περίπτωσή μας είναι τετράγωνο 4 mm. Δεν μπορείτε να πάρετε λιγότερο, αλλά είναι καλύτερα να το αυξήσετε.

Μερικές φορές υπάρχει πρόβλημα με την επιλογή ενός βαθμού προστασίας για την ήδη λειτουργούσα καλωδίωση. Στην περίπτωση αυτή, δικαιολογείται πλήρως ο προσδιορισμός του ρεύματος φορτίου του δικτύου καταναλωτών με ηλεκτρικό όργανο μέτρησης και η σύγκριση του με αυτό που υπολογίζεται με την παραπάνω θεωρητική μέθοδο.

Έτσι, ο όρος "ονομαστικό ρεύμα" βοηθά τους ηλεκτρολόγους να πλοηγηθούν στα τεχνικά χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού εξοπλισμού.