Kakšen je nazivni tok v elektrotehniki

Razlagalni slovar ruskega jezika akademika Ozhegova pojasnjuje pomen besede "nominalno", kot je označeno, imenovano, vendar ne izpolnjuje svojih nalog, imenovanje, torej fiktivno.

Ta definicija precej natančno pojasnjuje električne izraze nazivne napetosti, toka in moči. Zdi se, da so tam, definirani in definirani, vendar v resnici služijo le kot smernice za električarje. Dejanski numerični izrazi teh parametrov se dejansko razlikujejo od nastavljenih vrednosti.

Na primer, vsi poznamo izmenično enofazno omrežje z napetostjo 220 voltov, ki velja za nominalno. Pravzaprav lahko njegova vrednost po GOST doseže le zgornjo mejo 252 voltov. Tako deluje državni standard.

Enako sliko lahko vidimo z nazivnim tokom.

Načelo določanja nazivnega toka

Kot osnova za izbiro njegove vrednosti je bilo vzeto največje možno toplotno segrevanje električnih žic, vključno z njihovo izolacijo, ki mora delovati zanesljivo pod obremenitvijo neomejeno časa.

Pri nazivnem toku se vzdržuje toplotno ravnotežje med:

• segrevanje žic zaradi temperaturnega učinka električnih nabojev, opisano z delovanjem zakona Joule-Lenz;

• hlajenje zaradi odvzema dela toplote v okolje.

V tem primeru toplota Q1 ne sme vplivati ​​na mehanske in trdnostne lastnosti kovine, Q2 pa na spremembo kemičnih in dielektričnih lastnosti izolacijske plasti.

Tudi če je nazivni tok nekoliko presežen, bo po določenem času potrebno odstraniti napetost iz električne opreme, da se ohladi kovina tokovnega vodnika in izolacija. V nasprotnem primeru se poslabšajo njihove električne lastnosti in pride do razpada dielektrične plasti ali deformacije kovine.

Vsaka električna oprema (vključno z viri toka, njenimi porabniki, povezovalnimi žicami in sistemi, zaščitnimi napravami) je izračunana, zasnovana in izdelana za delovanje pri določenem nazivnem toku.

Njegova vrednost je navedena ne le v tehnični tovarniški dokumentaciji, temveč tudi na ohišju ali imenskih ploščicah električne opreme.

Zgornja fotografija jasno prikazuje nazivne tokove 2,5 in 10 amperov, ki so izdelani z žigosanjem pri izdelavi električnega vtiča.

Za standardizacijo opreme GOST 6827-76 uvaja številne nazivne tokove, pri katerih morajo delovati skoraj vse električne instalacije.

Kako izbrati zaščitno napravo za nazivni tok

Ker nazivni tok določa možnost dolgotrajnega delovanja električne opreme brez poškodb, so vse tokovne zaščitne naprave nastavljene tako, da delujejo, ko je presežen.

V praksi se pogosto pojavijo situacije, ko za kratek čas pride do preobremenitve v napajalnem tokokrogu iz različnih razlogov. V tem primeru temperatura kovine prevodnika in izolacijske plasti nima časa, da bi dosegla mejo, ko so kršene njihove električne lastnosti.

Zaradi teh razlogov je preobremenitveno območje razdeljeno na ločeno območje, ki je omejeno ne le z velikostjo, temveč tudi s trajanjem delovanja. Ko so dosežene kritične temperaturne vrednosti izolacijske plasti in kovine prevodnika, je treba napetost iz električne napeljave odstraniti, da se ohladi.

Te funkcije opravljajo zaščite pred toplotno preobremenitvijo:

• odklopniki;

• toplotne sprostitve.

Zaznavajo toplotno obremenitev in se prilagodijo izklopu z določenim časom. Nastavitev zaščit, ki izvajajo »trenutno« prekinitev bremena, je nekoliko višja od preobremenitvenega toka. Izraz "trenutna" pravzaprav definira delovanje v najkrajšem možnem času. Pri današnjih najhitrejših pretokovnih zaščitah se prekinitev izvede v manj kot 0,02 sekunde.

Delovni tok v običajnem načinu napajanja je običajno manjši od nazivne vrednosti.

V danem primeru je primer analiziran za AC tokokroge. V tokokrogih enosmerne napetosti ni bistvene razlike v razmerju med delovnim, nazivnim tokom in izbiro nastavitev zaščitnega delovanja.

Kako je odklopnik konfiguriran za delovanje pri nazivnem toku

Pri zaščiti industrijskih naprav in gospodinjskih električnih omrežij so najpogostejša avtomatska stikala, ki v svoji zasnovi združujejo:

• toplotno zakasnjena sproščanja;

• prekinitev toka, zelo hiter izklop zasilnega načina.

V tem primeru so odklopniki izdelani za nazivno napetost in tok. Zaščitne naprave so izbrane glede na njihovo velikost za delovanje v specifičnih pogojih določenega vezja.

V ta namen standardi določajo 4 vrste tokovno-časovnih karakteristik za različne konstrukcije strojev. Označeni so z latiničnimi črkami A, B, C, D in so zasnovani za zagotovljen odklop napak z večkratnikom nazivnega toka od 1,3 do 14.

Časovno-tokovni odklopnik je ob upoštevanju temperature okolja izbran za določeno vrsto obremenitve, na primer:

• polprevodniške naprave;

• sistemi razsvetljave;

• tokokrogi z mešanimi obremenitvami in zmernimi zagonskimi tokovi;

• vezja z visoko preobremenitveno zmogljivostjo.

Tokovno-časovna karakteristika je lahko sestavljena iz treh con delovanja, kot je prikazano na sliki, ali dveh (brez sredine).

Oznako nazivnega toka najdete na ohišju stroja. Na sliki je prikazano stikalo, ki je označeno z oznako 100 amperov.

To pomeni, da bo deloval (izklopil) ne iz nazivnega toka (100 A), temveč iz njegovega presežka. Recimo, da če je prekinjevalnik stroja nastavljen na večkratnik 3,5, bo tok 100 × 3,5 = 350 amperov ali več ustavil brez časovne zakasnitve.

Ko je toplotna sprostitev nastavljena na večkratnik 1,25, potem ko je dosežena vrednost 100 × 1,25 = 125 amperov, bo do izklopa prišlo čez nekaj časa, na primer po eni uri. V tem primeru bo vezje v tem obdobju delovalo s preobremenitvijo.

Upoštevati je treba, da na čas zaustavitve stroja vplivajo tudi drugi dejavniki, povezani z vzdrževanjem zaščitnega temperaturnega režima:

• okoljske razmere;

• stopnja napolnjenosti stikalne plošče z opremo;

• možnost ogrevanja ali hlajenja iz zunanjih virov.

Kako sta ocenjena napeljava in odklopnik?

Za določitev glavnih električnih parametrov zaščit in vodnikov je treba upoštevati obremenitev, ki se nanje nanaša. Da bi to naredili, se izračuna glede na nazivno moč naprav, povezanih z delom, ob upoštevanju koeficienta njihove zaposlitve.

Na primer, pomivalni stroj, večnamenski kuhalnik, električna pečica in mikrovalovna pečica so priključeni na izhodno skupino v kuhinji, ki porabi skupno moč v normalnem načinu 5660 vatov (ob upoštevanju frekvence preklopa).

Nazivna napetost gospodinjskega omrežja je 220 voltov. Določite bremenski tok, ki bo tekel skozi vodnike in zaščitne naprave, tako da moč delite z napetostjo. I = 5660/220 = 25,7 A.

Nato pogledamo tabelo s številom nazivnih tokov za električno opremo, ki nima odklopnika za tak tok. Toda proizvajalci proizvajajo stroje za 25 amperov. Njena vrednost je najbližje našim ciljem. Zato ga izberemo kot osnovo zaščitne naprave za ožičenje porabnikov izhodne skupine.

Nato se moramo odločiti za material žic in prečni prerez. Za osnovo vzemimo baker, saj aluminijasto ožičenje, tudi za gospodinjske namene, zaradi svojih značilnosti ni več priljubljeno.

Priročniki za električarje vsebujejo tabele za izbiro vodnikov iz različnih materialov za tokovno obremenitev. Vzemimo naš primer, pri čemer upoštevamo dejstvo, da je napeljava izvedena z ločenim kablom s PE izolacijo, ki je skrit v zidnem žlebu. Predpostavlja se, da temperaturne omejitve ustrezajo pogojem v prostoru.

Tabela nam bo dala podatek, da je najmanjši dovoljeni presek standardne bakrene žice za naš primer kvadratni 4 mm. Ne morete vzeti manj, vendar je bolje, da ga povečate.

Včasih je težava pri izbiri stopnje zaščite za že delujočo napeljavo. V tem primeru je povsem upravičeno določiti tok obremenitve potrošniškega omrežja z električnim merilnim instrumentom in ga primerjati z izračunanim po zgornji teoretični metodi.

Tako izraz "nazivni tok" pomaga električarjem pri krmarjenju po tehničnih značilnostih električne opreme.