Care este curentul nominal în electrotehnică

Dicționarul explicativ al limbii ruse al academicianului Ozhegov explică sensul cuvântului „nominal”, așa cum este desemnat, numit, dar nu își îndeplinește atribuțiile, numirea, adică fictiv.

Această definiție explică destul de precis termenii electrici de tensiune nominală, curent și putere. Ele par să fie acolo, definite și definite, dar într-adevăr servesc doar ca linii directoare pentru electricieni. Expresiile numerice reale ale acestor parametri diferă de fapt de valorile setate.

De exemplu, suntem cu toții familiarizați cu o rețea alternativă monofazată cu o tensiune de 220 de volți, care este considerată nominală. De fapt, valoarea sa conform GOST poate atinge doar limita superioară de 252 de volți. Așa funcționează standardul de stat.

Aceeași imagine poate fi văzută cu curentul nominal.

Principiul determinării curentului nominal

Ca bază pentru alegerea valorii sale, a fost luată încălzirea termică maximă posibilă a firelor electrice, inclusiv izolarea acestora, care trebuie să funcționeze fiabil sub sarcină pentru un timp nelimitat.

La curentul nominal, se menține un echilibru termic între:

• încălzirea firelor prin efectul temperaturii sarcinilor electrice, descrisă de acțiunea legii Joule-Lenz;

• răcire datorită eliminării unei părți a căldurii către mediu.

În acest caz, căldura Q1 nu ar trebui să afecteze caracteristicile mecanice și de rezistență ale metalului, iar Q2 - asupra modificării proprietăților chimice și dielectrice ale stratului izolator.

Chiar dacă curentul nominal este ușor depășit, după o anumită perioadă de timp va fi necesară eliminarea tensiunii din echipamentul electric pentru a răci metalul conductorului de curent și izolația. În caz contrar, proprietățile lor electrice vor fi afectate și va avea loc o defalcare a stratului dielectric sau o deformare a metalului.

Orice echipament electric (inclusiv sursele de curent, consumatorii săi, firele și sistemele de conectare, dispozitivele de protecție) este calculat, proiectat și fabricat pentru a funcționa la un anumit curent nominal.

Valoarea acestuia este indicată nu numai în documentația tehnică a fabricii, ci și pe carcasa sau plăcuțele de identificare ale echipamentului electric.

Fotografia de mai sus arată clar valorile curente de 2,5 și 10 amperi care sunt realizate prin ștanțare la fabricarea ștecherului electric.

Pentru a standardiza echipamentul, GOST 6827-76 introduce o serie de curenți nominali la care trebuie să funcționeze aproape toate instalațiile electrice.

Cum se selectează dispozitivul de protecție pentru curentul nominal

Deoarece curentul nominal determină posibilitatea de funcționare pe termen lung a echipamentelor electrice fără nicio deteriorare, atunci toate dispozitivele de protecție a curentului sunt configurate să funcționeze atunci când este depășit.

În practică, există adesea situații în care, pentru o perioadă scurtă de timp, apare o suprasarcină în circuitul de alimentare din diverse motive. În acest caz, temperatura metalului conductorului și a stratului izolator nu are timp să atingă limita atunci când proprietățile lor electrice sunt încălcate.

Din aceste motive, zona de suprasarcină este împărțită într-o zonă separată, care este limitată nu numai de dimensiune, ci și de durata acțiunii. Când sunt atinse valorile critice de temperatură ale stratului de izolație și ale metalului conductorului, tensiunea din instalația electrică trebuie îndepărtată pentru a o răci.

Aceste funcții sunt îndeplinite de protecțiile la suprasarcină termică:

• întrerupătoare de circuit;

• degajări termice.

Ei percep sarcina termică și se ajustează pentru a se opri cu un anumit timp. Setarea protecțiilor care efectuează întreruperea „momentană” a sarcinii este puțin mai mare decât curentul de suprasarcină. Termenul „instantaneu” definește de fapt acțiunea în cea mai scurtă perioadă de timp posibilă. Pentru cele mai rapide protecții la supracurent de astăzi, întreruperea are loc în puțin sub 0,02 secunde.

Curentul de funcționare în modul normal de putere este de obicei mai mic decât valoarea nominală.

În exemplul dat, cazul este analizat pentru circuite AC. În circuitele de tensiune DC, nu există o diferență fundamentală în relația dintre curentul de funcționare, curentul nominal și alegerea setărilor pentru funcționarea de protecție.

Cum este configurat întrerupătorul pentru a funcționa la curentul nominal

În protecția dispozitivelor industriale și a rețelelor electrice de uz casnic, cele mai frecvente sunt întrerupătoarele automate, care se combină în designul lor:

• eliberări întârziate termic;

• întrerupere curentă, oprire foarte rapidă a modului de urgență.

În acest caz, întreruptoarele sunt fabricate pentru tensiune și curent nominal. Dispozitivele de protecție sunt selectate în funcție de dimensiunea lor pentru a funcționa în condițiile specifice unui anumit circuit.

În acest scop, standardele definesc 4 tipuri de caracteristici de timp curent pentru diferite modele de mașini. Sunt marcate cu litere latine A, B, C, D și sunt proiectate pentru deconectarea garantată a defecțiunilor cu un multiplu al curentului nominal de la 1,3 la 14.

Întrerupătorul timp-curent, ținând cont de temperatura ambiantă, este selectat pentru un anumit tip de sarcină, de exemplu:

• dispozitive semiconductoare;

• sisteme de iluminat;

• circuite cu sarcini mixte și curenți de pornire moderati;

• circuite cu capacitate mare de suprasarcină.

Caracteristica de timp curent poate consta din trei zone de acțiune, așa cum se arată în imagine, sau două (fără mijloc).

Denumirea curentului nominal poate fi găsită pe carcasa mașinii. Imaginea arată un comutator care este etichetat cu un rating de 100 amperi.

Aceasta înseamnă că va funcționa (se va opri) nu din curentul nominal (100 A), ci din excesul său. Să presupunem că, dacă întrerupătorul mașinii este setat la un multiplu de 3,5, atunci un curent de 100×3,5 = 350 amperi sau mai mult va fi oprit de acesta fără întârziere.

Când eliberarea termică este setată la un multiplu de 1,25, atunci când se atinge o valoare de 100×1,25 = 125 amperi, deplasarea va avea loc după un timp, de exemplu o oră. În acest caz, circuitul va funcționa cu suprasarcină în această perioadă.

Trebuie avut în vedere că alți factori legați de menținerea regimului de temperatură de protecție afectează și timpul de oprire a mașinii:

• conditii de mediu;

• gradul de umplere a tabloului cu echipamente;

• posibilitatea de încălzire sau răcire din surse externe.

Cum sunt evaluate cablajul și întrerupătorul?

Pentru a determina principalii parametri electrici ai protectiilor si conductorilor trebuie luata in considerare sarcina aplicata acestora. Pentru a face acest lucru, se calculează în funcție de puterea nominală a dispozitivelor aferente lucrării, ținând cont de coeficientul de angajare a acestora.

De exemplu, o mașină de spălat vase, un multicooker, un cuptor electric și un cuptor cu microunde sunt conectate la grupul de ieșire situat în bucătărie, care consumă o putere totală în modul normal de 5660 wați (ținând cont de frecvența de comutare).

Tensiunea nominală a rețelei casnice este de 220 volți. Determinați curentul de sarcină care va circula prin conductori și dispozitivele de protecție, împărțind puterea la tensiune. I = 5660/220 = 25,7 A.

În continuare, ne uităm la un tabel cu un număr de curenți nominali pentru echipamente electrice.Nu are întrerupător pentru un astfel de curent. Dar producătorii produc mașini pentru 25 de amperi. Valoarea sa este cea mai apropiată de obiectivele noastre. Prin urmare, îl alegem ca bază pentru un dispozitiv de protecție pentru cablarea consumatorilor din grupul de prize.

În continuare, trebuie să decidem asupra materialului firelor și a secțiunii transversale. Să luăm cuprul ca bază, deoarece cablurile din aluminiu, chiar și pentru uz casnic, nu mai sunt populare datorită caracteristicilor sale.

Manualele electricienilor conțin tabele pentru selectarea conductorilor din diverse materiale pentru încărcarea curentă. Să luăm cazul nostru, ținând cont de faptul că cablarea se face cu un cablu separat izolat PE ascuns în jgheabul de perete. Se presupune că limitele de temperatură corespund condițiilor camerei.

Tabelul ne va oferi informații că secțiunea transversală minimă admisă a unui fir de cupru standard pentru cazul nostru este de 4 mm pătrați. Nu poți lua mai puțin, dar este mai bine să-l crești.

Uneori există o problemă cu alegerea unui grad de protecție pentru cablarea care funcționează deja. În acest caz, este pe deplin justificat să se determine curentul de sarcină al rețelei de consumatori cu un instrument de măsurare electric și să-l compare cu cel calculat prin metoda teoretică de mai sus.

Astfel, termenul „curent nominal” îi ajută pe electricieni să navigheze prin caracteristicile tehnice ale echipamentelor electrice.