Quin és el corrent nominal en enginyeria elèctrica

El Diccionari explicatiu de la llengua russa de l'acadèmic Ozhegov explica el significat de la paraula "nominal", tal com es designa, anomena, però no compleix els seus deures, nomenament, és a dir, fictici.

Aquesta definició explica amb força precisió els termes elèctrics de tensió nominal, corrent i potència. Sembla que hi són, definits i definits, però realment només serveixen de pautes per als electricistes. Les expressions numèriques reals d'aquests paràmetres difereixen en realitat dels valors establerts.

Per exemple, tots estem familiaritzats amb una xarxa monofàsica alterna amb una tensió de 220 volts, que es considera nominal. De fet, el seu valor segons GOST només pot arribar al límit superior de 252 volts. Així és com funciona la norma estatal.

La mateixa imatge es pot veure amb el corrent nominal.

Principi de determinació del corrent nominal

Com a base per triar el seu valor, es va prendre el màxim escalfament tèrmic possible dels cables elèctrics, inclòs el seu aïllament, que ha de funcionar de manera fiable sota càrrega durant un temps il·limitat.

A corrent nominal, es manté un equilibri tèrmic entre:

• escalfament dels cables per l'efecte de la temperatura de les càrregues elèctriques, descrit per l'acció de la llei de Joule-Lenz;

• refredament a causa de l'eliminació de part de la calor a l'ambient.

En aquest cas, la calor Q1 no hauria d'afectar les característiques mecàniques i de resistència del metall, i Q2 - en el canvi en les propietats químiques i dielèctriques de la capa aïllant.

Fins i tot si es supera lleugerament la classificació actual, després d'un cert període de temps serà necessari eliminar la tensió de l'equip elèctric per refredar el metall del conductor actual i l'aïllament. En cas contrari, les seves propietats elèctriques es veuran deteriorades i es produirà una ruptura de la capa dielèctrica o deformació del metall.

Qualsevol equip elèctric (incloses les fonts de corrent, els seus consumidors, cables i sistemes de connexió, dispositius de protecció) es calcula, dissenya i fabrica per funcionar a un determinat corrent nominal.

El seu valor s'indica no només a la documentació tècnica de fàbrica, sinó també a la carcassa o plaques d'identificació dels equips elèctrics.

La foto de dalt mostra clarament les classificacions actuals de 2,5 i 10 amperes que es fan estampant en la fabricació de l'endoll elèctric.

Per tal d'estandarditzar l'equip, GOST 6827-76 introdueix una sèrie de corrents nominals als quals han de funcionar gairebé totes les instal·lacions elèctriques.

Com seleccionar el dispositiu de protecció per al corrent nominal

Atès que el corrent nominal determina la possibilitat de funcionament a llarg termini dels equips elèctrics sense cap dany, aleshores tots els dispositius de protecció actuals estan configurats per funcionar quan es superen.

A la pràctica, sovint hi ha situacions en què, durant un curt període de temps, es produeix una sobrecàrrega al circuit de potència per diferents motius. En aquest cas, la temperatura del metall del conductor i de la capa aïllant no té temps d'arribar al límit quan es violen les seves propietats elèctriques.

Per aquests motius, la zona de sobrecàrrega es divideix en una zona separada, que està limitada no només per la mida, sinó també per la durada de l'acció. Quan s'assoleixin els valors crítics de temperatura de la capa d'aïllament i el metall del conductor, s'ha d'eliminar la tensió de la instal·lació elèctrica per refredar-la.

Aquestes funcions les realitzen les proteccions de sobrecàrrega tèrmica:

• disjuntors;

• emissions tèrmiques.

Perceben la càrrega de calor i s'ajusten per apagar-se amb un temps determinat. La configuració de les proteccions que realitzen una interrupció «momentània» de la càrrega és lleugerament superior al corrent de sobrecàrrega. El terme "instantània" defineix realment l'acció en el menor període de temps possible. Per a les proteccions de sobreintensitat més ràpides actuals, la interrupció es produeix en poc menys de 0,02 segons.

El corrent de funcionament en mode de potència normal sol ser inferior al valor nominal.

En l'exemple donat, s'analitza el cas dels circuits de CA. En els circuits de tensió de CC, no hi ha cap diferència fonamental en la relació entre el corrent nominal de funcionament i l'elecció de la configuració per a l'operació de protecció.

Com està configurat l'interruptor per funcionar a corrent nominal

En la protecció de dispositius industrials i xarxes elèctriques domèstiques, els més comuns són els interruptors automàtics, que es combinen en el seu disseny:

• emissions tèrmicament retardades;

• interrupció actual, tancament molt ràpid del mode d'emergència.

En aquest cas, els interruptors automàtics es fabriquen per a la tensió i el corrent nominals. Els dispositius de protecció es seleccionen segons la seva mida per funcionar en les condicions específiques d'un determinat circuit.

Amb aquesta finalitat, les normes defineixen 4 tipus de característiques del temps actual per a diferents dissenys de màquines. Estan marcats amb lletres llatines A, B, C, D i estan dissenyats per garantir la desconnexió de fallades amb un múltiple de la intensitat nominal d'1,3 a 14.

L'interruptor de corrent de temps, tenint en compte la temperatura ambient, es selecciona per a un determinat tipus de càrrega, per exemple:

• dispositius semiconductors;

• sistemes d'il·luminació;

• circuits amb càrregues mixtes i corrents d'entrada moderades;

• circuits amb gran capacitat de sobrecàrrega.

La característica de temps actual pot consistir en tres zones d'acció, com es mostra a la imatge, o dues (sense el mig).

La designació del corrent nominal es pot trobar a la carcassa de la màquina. La imatge mostra un interruptor que està etiquetat amb una classificació de 100 amperes.

Això vol dir que funcionarà (apagarà) no des del corrent nominal (100 A), sinó del seu excés. Suposem que si l'interruptor de la màquina està configurat en un múltiple de 3,5, llavors un corrent de 100 × 3,5 = 350 amperes o més s'aturarà sense retard.

Quan l'alliberament tèrmic s'estableix en un múltiple d'1,25, quan s'arriba a un valor de 100 × 1,25 = 125 amperes, el viatge es produirà al cap d'un temps, per exemple, una hora. En aquest cas, el circuit funcionarà amb sobrecàrrega durant aquest període.

Cal tenir en compte que altres factors relacionats amb el manteniment del règim de temperatura de protecció també afecten el temps d'aturada de la màquina:

• condicions ambientals;

• el grau d'ompliment de la centralita amb equips;

• la possibilitat d'escalfar o refredar des de fonts externes.

Com estan classificats el cablejat i l'interruptor?

Per determinar els principals paràmetres elèctrics de proteccions i conductors s'ha de tenir en compte la càrrega que s'hi aplica. Per fer-ho, es calcula en funció de la potència nominal dels aparells relacionats amb l'obra, tenint en compte el coeficient de la seva ocupació.

Per exemple, un rentavaixelles, un multicooker, un forn elèctric i un microones estan connectats al grup de sortida situat a la cuina, que consumeix una potència total en mode normal de 5660 watts (tenint en compte la freqüència de commutació).

La tensió nominal de la xarxa domèstica és de 220 volts. Determineu el corrent de càrrega que circularà pels conductors i els dispositius de protecció dividint la potència per la tensió. I = 5660/220 = 25,7 A.

A continuació, observem una taula amb una sèrie de corrents nominals per a equips elèctrics, que no té un interruptor automàtic per a aquest corrent. Però els fabricants produeixen màquines per a 25 amperes. El seu valor és el més proper als nostres objectius. Per tant, el triem com a base per a un dispositiu de protecció per al cablejat dels consumidors del grup de presa.

A continuació, hem de decidir el material dels cables i la secció transversal. Prenem el coure com a base, ja que el cablejat d'alumini, fins i tot per a usos domèstics, ja no és popular per les seves característiques.

Els manuals de l'electricista contenen taules per seleccionar conductors de diversos materials per a la càrrega de corrent. Prenem el nostre cas, tenint en compte el fet que el cablejat es fa amb un cable separat aïllat amb PE amagat al canal de la paret. Se suposa que els límits de temperatura corresponen a les condicions de l'habitació.

La taula ens proporcionarà informació que la secció transversal mínima admissible d'un cable de coure estàndard per al nostre cas és de 4 mm quadrats. No es pot prendre menys, però és millor augmentar-lo.

De vegades hi ha un problema per triar un grau de protecció per al cablejat que ja funciona. En aquest cas, està totalment justificat determinar el corrent de càrrega de la xarxa de consumidors amb un instrument de mesura elèctric i comparar-lo amb el calculat pel mètode teòric anterior.

Així, el terme "corrent nominal" ajuda els electricistes a navegar per les característiques tècniques dels equips elèctrics.