Mikä on nimellisvirta sähkötekniikassa

Akateemikko Ožegovin venäjän kielen selittävä sanakirja selittää sanan "nimellinen" merkityksen sellaisena kuin se on nimetty, nimetty, mutta ei täytä velvollisuuksiaan, nimitys, eli kuvitteellinen.

Tämä määritelmä selittää melko tarkasti nimellisjännitteen, virran ja tehon sähkötermit. Ne näyttävät olevan olemassa, määriteltyinä ja määriteltyinä, mutta ne toimivat vain ohjeina sähköasentajille. Näiden parametrien todelliset numeeriset lausekkeet eroavat itse asiassa asetetuista arvoista.

Esimerkiksi me kaikki tunnemme vuorottelevan yksivaiheisen verkon, jonka jännite on 220 volttia, jota pidetään nimellisenä. Itse asiassa sen arvo GOST:n mukaan voi saavuttaa vain 252 voltin ylärajan. Näin valtion standardi toimii.

Sama kuva näkyy nimellisvirralla.

Nimellisvirran määritysperiaate

Sen arvon valinnan perustaksi otettiin sähköjohtojen suurin mahdollinen lämpölämmitys mukaan lukien niiden eristys, jonka on toimittava luotettavasti kuormitettuna rajoittamattoman ajan.

Nimellisvirralla lämpötasapaino säilyy välillä:

• johtojen lämmitys sähkövarausten lämpötilavaikutuksesta, joka kuvataan Joule-Lenzin lain vaikutuksella;

• jäähdytys johtuu osan lämmöstä poistumisesta ympäristöön.

Tässä tapauksessa lämmön Q1 ei pitäisi vaikuttaa metallin mekaanisiin ja lujuusominaisuuksiin, ja Q2 - eristekerroksen kemiallisten ja dielektristen ominaisuuksien muutokseen.

Vaikka virran nimellisarvo ylittyy hieman, tietyn ajan kuluttua on tarpeen poistaa jännite sähkölaitteista, jotta virtajohtimen metalli ja eristys jäähtyvät. Muuten niiden sähköiset ominaisuudet heikkenevät ja tapahtuu dielektrisen kerroksen hajoaminen tai metallin muodonmuutos.

Kaikki sähkölaitteet (mukaan lukien virtalähteet, niiden kuluttajat, liitäntäjohdot ja -järjestelmät, suojalaitteet) on laskettu, suunniteltu ja valmistettu toimimaan tietyllä nimellisvirralla.

Sen arvo on ilmoitettu paitsi tehdasteknisissä asiakirjoissa, myös sähkölaitteen kotelossa tai tyyppikilvessä.

Yllä olevasta kuvasta näkyy selkeästi 2,5 ja 10 ampeerin virtaluokat, jotka on tehty leimaamalla sähköpistokkeen valmistuksessa.

Laitteiden standardoimiseksi GOST 6827-76 ottaa käyttöön useita nimellisvirtoja, joilla lähes kaikkien sähköasennusten on toimittava.

Kuinka valita suojalaite nimellisvirralle

Koska nimellisvirta määrittää sähkölaitteiden pitkäaikaisen käytön ilman vaurioita, kaikki virtasuojalaitteet on määritetty toimimaan, kun se ylittyy.

Käytännössä on usein tilanteita, joissa tehopiiriin tulee lyhyeksi ajaksi ylikuormitus eri syistä. Tässä tapauksessa johtimen metallin ja eristävän kerroksen lämpötilalla ei ole aikaa saavuttaa rajaa, kun niiden sähköisiä ominaisuuksia rikotaan.

Näistä syistä ylikuormitusvyöhyke on jaettu erilliseen vyöhykkeeseen, jota ei rajoita vain koko, vaan myös toiminnan kesto. Kun eristekerroksen ja johtimen metallin kriittiset lämpötila-arvot saavutetaan, on sähköasennuksesta poistettava jännite sen jäähdyttämiseksi.

Nämä toiminnot suorittavat lämpöylikuormitussuojat:

• katkaisijat;

• lämpöpäästöjä.

He havaitsevat lämpökuorman ja säätyvät sammumaan tietyn ajan kuluttua. Suojausten asetus, joka suorittaa "hetkellisen" kuorman katkaisun, on hieman suurempi kuin ylikuormitusvirta. Termi "hetkellinen" itse asiassa määrittelee toiminnan mahdollisimman lyhyessä ajassa. Nykypäivän nopeimmissa ylivirtasuojauksissa keskeytys tapahtuu vajaassa 0,02 sekunnissa.

Käyttövirta normaalitehotilassa on yleensä pienempi kuin nimellisarvo.

Annetussa esimerkissä tapaus analysoidaan AC-piirien suhteen. Tasajännitepiireissä käyttö-, nimellisvirran ja suojatoiminnan asetusvalinnan välillä ei ole perustavaa laatua olevaa eroa.

Kuinka katkaisija on konfiguroitu toimimaan nimellisvirralla

Teollisten laitteiden ja kotitalouksien sähköverkkojen suojauksessa yleisimmät ovat automaattiset kytkimet, jotka yhdistävät suunnittelussaan:

• termisesti viivästyneet päästöt;

• virtakatkos, hätätilan erittäin nopea sammutus.

Tässä tapauksessa katkaisijat valmistetaan nimellisjännitteelle ja -virralle. Suojalaitteet valitaan niiden koon mukaan toimimaan tietyn piirin erityisissä olosuhteissa.

Tätä tarkoitusta varten standardit määrittelevät 4 erilaista virta-aikaominaisuuksia eri konemalleille. Ne on merkitty latinalaisilla kirjaimilla A, B, C, D ja ne on suunniteltu takaamaan vikojen katkaisu, kun nimellisvirran kerrannainen on 1,3 - 14.

Aikavirtakatkaisija, ottaen huomioon ympäristön lämpötilan, valitaan tietylle kuormitukselle, esimerkiksi:

• puolijohde-laitteet;

• valaistusjärjestelmät;

• piirit, joissa on sekakuormitus ja kohtalaiset käynnistysvirrat;

• piirit, joilla on suuri ylikuormituskapasiteetti.

Virta-aikaominaisuus voi koostua kolmesta toimintavyöhykkeestä, kuten kuvassa näkyy, tai kahdesta (ilman keskikohtaa).

Nimellisvirran merkintä löytyy koneen kotelosta. Kuvassa on kytkin, joka on merkitty 100 ampeerin arvolla.

Tämä tarkoittaa, että se toimii (sammuu) ei nimellisvirrasta (100 A), vaan sen ylimäärästä. Oletetaan, että jos koneen katkaisija on asetettu 3,5:n kerrannaiseksi, se pysäyttää virran 100×3,5 = 350 ampeeria tai enemmän ilman aikaviivettä.

Kun lämpövapautus on asetettu 1,25:n kerrannaiseksi, niin kun arvo 100×1,25 = 125 ampeeria saavutetaan, laukaisu tapahtuu jonkin ajan kuluttua, esimerkiksi tunnin kuluttua. Tässä tapauksessa piiri toimii ylikuormituksella tänä aikana.

On pidettävä mielessä, että myös muut suojalämpötilan ylläpitoon liittyvät tekijät vaikuttavat koneen sammutusaikaan:

• ympäristöolosuhteet;

• kytkintaulun täyttöaste laitteilla;

• mahdollisuus lämmittää tai jäähdyttää ulkoisista lähteistä.

Miten johdotus ja katkaisija on mitoitettu?

Suojausten ja johtimien tärkeimpien sähköisten parametrien määrittämiseksi on otettava huomioon niihin kohdistuva kuormitus. Tätä varten se lasketaan työhön liittyvien laitteiden nimellistehon mukaan ottaen huomioon niiden työllisyyskerroin.

Esimerkiksi keittiössä olevaan lähtöryhmään on kytketty astianpesukone, monitoimikeitin, sähköuuni ja mikroaaltouuni, joka kuluttaa normaalitilassa kokonaistehoa 5660 wattia (ottaen huomioon kytkentätaajuuden).

Kotitalousverkon nimellisjännite on 220 volttia. Määritä johtimien ja suojalaitteiden läpi virtaava kuormitusvirta jakamalla teho jännitteellä. I = 5660/220 = 25,7 A.

Seuraavaksi tarkastellaan taulukkoa, jossa on useita sähkölaitteiden nimellisvirtoja. Siinä ei ole katkaisijaa tällaiselle virralle. Mutta valmistajat tuottavat koneita 25 ampeerille. Sen arvo on lähimpänä tavoitteitamme. Siksi valitsemme sen suojalaitteen pohjaksi pistorasiaryhmän johdotuskuluttajille.

Seuraavaksi meidän on päätettävä johtojen materiaalista ja poikkileikkauksesta. Otetaan vaikka kupari pohjaksi, koska alumiinijohdot, edes kotitalouskäyttöön, eivät ole enää suosittuja ominaisuuksiensa vuoksi.

Sähköasentajan käsikirjat sisältävät taulukoita eri materiaaleista valmistettujen johtimien valitsemiseksi virran kuormitusta varten. Otetaan meidän tapaus ottaen huomioon, että johdotus tehdään erillisellä PE-eristeisellä kaapelilla, joka on piilotettu seinäkouruun. Lämpötilarajojen oletetaan vastaavan huoneolosuhteita.

Taulukosta saamme tiedon, että vakiokuparilangan pienin sallittu poikkileikkaus meidän tapauksessamme on 4 mm. Et voi ottaa vähemmän, mutta on parempi lisätä sitä.

Joskus jo toimivan johdotuksen suojaustason valinnassa on ongelmia. Tässä tapauksessa on täysin perusteltua määrittää kuluttajaverkon kuormitusvirta sähköisellä mittauslaitteella ja verrata sitä yllä olevalla teoreettisella menetelmällä laskettuun.

Siten termi "nimellisvirta" auttaa sähköasentajia navigoimaan sähkölaitteiden teknisissä ominaisuuksissa.