Vad är den nominella strömmen inom elektroteknik

Akademiker Ozhegovs förklarande ordbok för det ryska språket förklarar innebörden av ordet "nominell", som betecknats, namngiven, men inte uppfyller sina plikter, utnämning, det vill säga fiktiv.

Denna definition förklarar ganska exakt de elektriska termerna för märkspänning, ström och effekt. De verkar finnas där, definierade och definierade, men fungerar egentligen bara som riktlinjer för elektriker. De faktiska numeriska uttrycken för dessa parametrar skiljer sig faktiskt från de inställda värdena.

Till exempel är vi alla bekanta med ett alternerande enfasnät med en spänning på 220 volt, vilket anses vara nominellt. Faktum är att dess värde enligt GOST bara kan nå den övre gränsen på 252 volt. Det är så den statliga standarden fungerar.

Samma bild kan ses med märkströmmen.

Princip för att bestämma den nominella strömmen

Som grund för att välja dess värde togs den maximala möjliga värmeuppvärmningen av elektriska ledningar, inklusive deras isolering, som måste fungera tillförlitligt under belastning under en obegränsad tid.

Vid märkström upprätthålls en termisk balans mellan:

• uppvärmning av ledningar från temperatureffekten av elektriska laddningar, beskriven av verkan av Joule-Lenz-lagen;

• kylning på grund av att en del av värmen förs bort till miljön.

I det här fallet bör värmen Q1 inte påverka metallens mekaniska och hållfasthetsegenskaper, och Q2 - på förändringen i de kemiska och dielektriska egenskaperna hos det isolerande skiktet.

Även om strömstyrkan överskrids något, kommer det efter en viss tid att vara nödvändigt att ta bort spänningen från den elektriska utrustningen för att kyla metallen i strömledaren och isoleringen. Annars kommer deras elektriska egenskaper att försämras och en nedbrytning av det dielektriska skiktet eller deformation av metallen kommer att inträffa.

All elektrisk utrustning (inklusive strömkällor, dess konsumenter, anslutningsledningar och system, skyddsanordningar) beräknas, designas och tillverkas för att fungera med en viss märkström.

Dess värde anges inte bara i den tekniska fabriksdokumentationen, utan också på höljet eller namnskyltarna för den elektriska utrustningen.

Bilden ovan visar tydligt strömvärdena 2,5 och 10 ampere som är gjorda genom stämpling i tillverkningen av den elektriska kontakten.

För att standardisera utrustningen introducerar GOST 6827-76 ett antal märkströmmar vid vilka nästan alla elektriska installationer måste fungera.

Hur man väljer skyddsanordning för märkström

Eftersom märkströmmen bestämmer möjligheten till långvarig drift av elektrisk utrustning utan några skador, är alla strömskyddsanordningar konfigurerade att fungera när den överskrids.

I praktiken finns det ofta situationer då det under en kort tidsperiod uppstår en överbelastning i strömkretsen av olika anledningar. I det här fallet har temperaturen på ledarens metall och det isolerande skiktet inte tid att nå gränsen när deras elektriska egenskaper bryts.

Av dessa skäl är överbelastningszonen uppdelad i en separat zon, som inte bara begränsas av storleken utan också av åtgärdens varaktighet. När de kritiska temperaturvärdena för isoleringsskiktet och ledarens metall uppnås måste spänningen från den elektriska installationen tas bort för att kyla ner den.

Dessa funktioner utförs av termiska överbelastningsskydd:

• brytare;

• termiska utsläpp.

De uppfattar värmebelastningen och anpassar sig för att stänga av med en viss tid. Inställningen av skydd som utför «momentärt» avbrott av belastningen är något högre än överbelastningsströmmen. Termen "omedelbar" definierar faktiskt åtgärden på kortast möjliga tid. För dagens snabbaste överströmsskydd sker avbrottet på knappt 0,02 sekunder.

Driftströmmen i normalt effektläge är vanligtvis mindre än det nominella värdet.

I det givna exemplet analyseras fallet för AC-kretsar. I DC-spänningskretsar finns det ingen grundläggande skillnad i förhållandet mellan drift, märkström och val av inställningar för skyddsdriften.

Hur strömbrytaren är konfigurerad att fungera med märkström

Vid skydd av industriella enheter och elektriska hushållsnätverk är de vanligaste automatiska strömbrytarna, som kombinerar i sin design:

• termiskt fördröjda utsläpp;

• strömavbrott, mycket snabb avstängning av nödläge.

I detta fall tillverkas brytare för märkspänning och ström. Skyddsanordningar väljs enligt deras storlek för att fungera under de specifika förhållandena för en viss krets.

För detta ändamål definierar standarderna 4 typer av ström-tidsegenskaper för olika maskinkonstruktioner. De är märkta med latinska bokstäver A, B, C, D och är designade för garanterad bortkoppling av fel med en multipel av märkströmmen från 1,3 till 14.

Tidsströmbrytaren, med hänsyn till omgivningstemperaturen, väljs för en viss typ av belastning, till exempel:

• halvledaranordningar;

• belysningssystem;

• kretsar med blandade belastningar och måttliga inkopplingsströmmar;

• kretsar med hög överbelastningskapacitet.

Aktuell-tidskarakteristiken kan bestå av tre aktionszoner, som visas på bilden, eller två (utan mitten).

Beteckningen för märkströmmen finns på maskinhuset. Bilden visar en strömbrytare som är märkt med 100 ampere.

Detta betyder att den kommer att fungera (stänga av) inte från märkströmmen (100 A), utan från dess överskott. Antag att om maskinens avbrytare är inställd på en multipel av 3,5, kommer en ström på 100×3,5 = 350 ampere eller mer att stoppas av den utan tidsfördröjning.

När den termiska utlösningen är inställd på en multipel av 1,25, när ett värde på 100×1,25 = 125 ampere uppnås, kommer utlösningen att inträffa efter en tid, till exempel en timme. I detta fall kommer kretsen att fungera med överbelastning under denna period.

Man bör komma ihåg att andra faktorer relaterade till upprätthållandet av skyddstemperaturregimen också påverkar maskinens avstängningstid:

• miljöförhållanden;

• graden av fyllning av växeln med utrustning;

• möjligheten att värma eller kyla från externa källor.

Hur är ledningarna och strömbrytaren klassade?

För att bestämma de viktigaste elektriska parametrarna för skydd och ledare måste belastningen som appliceras på dem beaktas. För att göra detta beräknas den enligt den nominella kraften hos enheterna som är relaterade till arbetet, med hänsyn till koefficienten för deras anställning.

Till exempel är en diskmaskin, en multikokare, en elektrisk ugn och en mikrovågsugn anslutna till utgångsgruppen i köket, som förbrukar en total effekt i normalt läge på 5660 watt (med hänsyn till växlingsfrekvensen).

Hushållsnätets nominella spänning är 220 volt. Bestäm belastningsströmmen som kommer att flyta genom ledarna och skyddsanordningarna genom att dividera effekten med spänningen. I = 5660/220 = 25,7 A.

Därefter tittar vi på en tabell med ett antal märkströmmar för elektrisk utrustning.Den har ingen strömbrytare för en sådan ström. Men tillverkare tillverkar maskiner för 25 ampere. Dess värde ligger närmast våra mål. Därför väljer vi det som grund för en skyddsanordning för ledningsförbrukare i utloppsgruppen.

Därefter måste vi bestämma materialet för trådarna och tvärsnittet. Låt oss ta koppar som bas, eftersom aluminiumledningar, även för hushållsändamål, inte längre är populära på grund av dess egenskaper.

Elektrikerhandböcker innehåller tabeller för val av ledare av olika material för strömbelastning. Låt oss ta vårt fall, med hänsyn till det faktum att ledningarna görs med en separat PE-isolerad kabel gömd i väggrännan. Temperaturgränser antas motsvara rumsförhållandena.

Tabellen ger oss information om att det minsta tillåtna tvärsnittet av en vanlig koppartråd för vårt fall är 4 mm i kvadrat. Du kan inte ta mindre, men det är bättre att öka det.

Ibland finns det problem med att välja en skyddsgrad för redan fungerande ledningar. I det här fallet är det fullt motiverat att bestämma belastningsströmmen för konsumentnätverket med ett elektriskt mätinstrument och jämföra det med det som beräknas med ovanstående teoretiska metod.

Således hjälper termen "märkström" elektriker att navigera de tekniska egenskaperna hos elektrisk utrustning.