Što je nazivna struja u elektrotehnici

Objašnjavajući rječnik ruskog jezika akademika Ozhegova objašnjava značenje riječi "nominalno", kao što je naznačeno, imenovano, ali ne ispunjavajući svoje dužnosti, imenovanje, to jest, fiktivno.

Ova definicija prilično točno objašnjava električne pojmove nazivnog napona, struje i snage. Čini se da postoje, definirani i definirani, ali zapravo služe samo kao smjernice za električare. Stvarni numerički izrazi ovih parametara zapravo se razlikuju od zadanih vrijednosti.

Na primjer, svi smo upoznati s izmjeničnom jednofaznom mrežom s naponom od 220 volti, koji se smatra nominalnim. Zapravo, njegova vrijednost prema GOST-u može doseći samo gornju granicu od 252 volta. Ovako funkcionira državni standard.

Ista slika može se vidjeti s nazivnom strujom.

Princip određivanja nazivne struje

Kao osnova za odabir njegove vrijednosti uzeto je maksimalno moguće toplinsko zagrijavanje električnih žica, uključujući njihovu izolaciju, koja mora pouzdano raditi pod opterećenjem neograničeno vrijeme.

Pri nazivnoj struji održava se toplinska ravnoteža između:

• zagrijavanje žica od temperaturnog učinka električnih naboja, opisano djelovanjem Joule-Lenz zakona;

• hlađenje zbog odvođenja dijela topline u okolinu.

U ovom slučaju, toplina Q1 ne bi trebala utjecati na mehaničke i čvrstoće metala, a Q2 - na promjenu kemijskih i dielektričnih svojstava izolacijskog sloja.

Čak i ako je nazivna struja malo prekoračena, nakon određenog vremena bit će potrebno ukloniti napon iz električne opreme kako bi se ohladio metal strujnog vodiča i izolacija. U suprotnom, njihova električna svojstva će biti narušena i doći će do sloma dielektričnog sloja ili deformacije metala.

Svaka električna oprema (uključujući izvore struje, njezine potrošače, spojne žice i sustave, zaštitne uređaje) proračunata je, projektirana i proizvedena za rad pri određenoj nazivnoj struji.

Njegova vrijednost naznačena je ne samo u tehničkoj tvorničkoj dokumentaciji, već i na kućištu ili natpisnim pločicama električne opreme.

Gornja fotografija jasno pokazuje vrijednosti struje od 2,5 i 10 ampera koje su izrađene utiskivanjem u proizvodnji električnog utikača.

Kako bi se standardizirala oprema, GOST 6827-76 uvodi niz nazivnih struja na kojima moraju raditi gotovo sve električne instalacije.

Kako odabrati zaštitni uređaj za nazivnu struju

Budući da nazivna struja određuje mogućnost dugotrajnog rada električne opreme bez ikakvih oštećenja, tada su svi strujni zaštitni uređaji konfigurirani za rad kada je prekoračena.

U praksi se često javljaju situacije kada se u strujnom krugu za kratko vrijeme iz različitih razloga pojavi preopterećenje. U ovom slučaju, temperatura metala vodiča i izolacijskog sloja nema vremena da dosegne granicu kada su njihova električna svojstva povrijeđena.

Zbog toga je zona preopterećenja podijeljena u posebnu zonu, koja je ograničena ne samo veličinom, već i trajanjem djelovanja. Kada se postignu kritične vrijednosti temperature izolacijskog sloja i metala vodiča, potrebno je ukloniti napon iz električne instalacije kako bi se ohladila.

Ove funkcije obavljaju toplinske zaštite od preopterećenja:

• prekidači;

• toplinska oslobađanja.

Oni percipiraju toplinsko opterećenje i prilagođavaju se za isključivanje s određenim vremenom. Postavka zaštita koje izvode «trenutni» prekid opterećenja je nešto veća od struje preopterećenja. Pojam "trenutačno" zapravo definira djelovanje u najkraćem mogućem vremenskom razdoblju. Za današnje najbrže prekostrujne zaštite, prekid se događa za nešto manje od 0,02 sekunde.

Radna struja u normalnom načinu rada obično je manja od nazivne vrijednosti.

U navedenom primjeru analiziran je slučaj za krugove izmjenične struje. U krugovima istosmjernog napona nema bitne razlike u odnosu između radne, nazivne struje i izbora postavki za zaštitni rad.

Kako je strujni prekidač konfiguriran za rad pri nazivnoj struji

U zaštiti industrijskih uređaja i kućanskih električnih mreža najčešći su automatski prekidači koji u svom dizajnu kombiniraju:

• termički odgođeno oslobađanje;

• prekid struje, vrlo brzo isključivanje hitnog načina rada.

U ovom slučaju, prekidači se proizvode za nazivni napon i struju. Zaštitni uređaji biraju se prema veličini za rad u specifičnim uvjetima određenog kruga.

U tu svrhu standardi definiraju 4 tipa karakteristika struje i vremena za različite izvedbe strojeva. Označeni su latiničnim slovima A, B, C, D i dizajnirani su za zajamčeno isključivanje kvarova s ​​višestrukom nazivnom strujom od 1,3 do 14.

Vremenski strujni prekidač, uzimajući u obzir temperaturu okoline, odabire se za određenu vrstu opterećenja, na primjer:

• poluvodički uređaji;

• sustavi rasvjete;

• krugovi s mješovitim opterećenjima i umjerenim udarnim strujama;

• krugovi s visokim kapacitetom preopterećenja.

Strujno-vremenska karakteristika može se sastojati od tri zone djelovanja, kao što je prikazano na slici, ili dvije (bez sredine).

Oznaka nazivne struje nalazi se na kućištu stroja. Slika prikazuje prekidač koji je označen oznakom od 100 ampera.

To znači da će raditi (isključiti) ne iz nazivne struje (100 A), već iz njenog viška. Pretpostavimo da ako je prekidač stroja postavljen na višekratnik od 3,5, tada će struja od 100 × 3,5 = 350 ampera ili više biti zaustavljena njime bez vremenskog kašnjenja.

Kada je toplinsko otpuštanje postavljeno na višekratnik od 1,25, tada kada se postigne vrijednost od 100×1,25 = 125 ampera, okidanje će se dogoditi nakon nekog vremena, na primjer jedan sat. U tom će slučaju krug tijekom tog razdoblja raditi s preopterećenjem.

Treba imati na umu da drugi čimbenici koji se odnose na održavanje režima zaštitne temperature također utječu na vrijeme isključivanja stroja:

• okolišni uvjeti;

• stupanj popunjenosti centrale opremom;

• mogućnost grijanja ili hlađenja iz vanjskih izvora.

Kako su ocijenjeni ožičenje i prekidač?

Da bi se odredili glavni električni parametri zaštita i vodiča, mora se uzeti u obzir opterećenje koje se na njih primjenjuje. Da biste to učinili, izračunava se prema nazivnoj snazi ​​uređaja koji se odnose na rad, uzimajući u obzir koeficijent njihove zaposlenosti.

Na primjer, perilica posuđa, multicooker, električna pećnica i mikrovalna pećnica spojeni su na izlaznu grupu koja se nalazi u kuhinji, koja troši ukupnu snagu u normalnom načinu rada od 5660 vata (uzimajući u obzir frekvenciju uključivanja).

Nazivni napon kućne mreže je 220 volti. Odredite struju opterećenja koja će teći kroz vodiče i zaštitne uređaje dijeljenjem snage s naponom. I = 5660/220 = 25,7 A.

Zatim gledamo tablicu s brojem nazivnih struja za električnu opremu.Nema prekidač za takvu struju. Ali proizvođači proizvode strojeve za 25 ampera. Njegova vrijednost je najbliža našim ciljevima. Stoga ga odabiremo kao osnovu za zaštitni uređaj za ožičenje potrošača izlazne skupine.

Zatim moramo odlučiti o materijalu žica i presjeku. Uzmimo bakar kao bazu, budući da aluminijsko ožičenje, čak ni za potrebe kućanstva, više nije popularno zbog svojih karakteristika.

Priručnici za električare sadrže tablice za odabir vodiča od različitih materijala za strujno opterećenje. Uzmimo naš slučaj, uzimajući u obzir činjenicu da se ožičenje izvodi zasebnim PE-izoliranim kabelom skrivenim u zidnom oluku. Pretpostavlja se da temperaturne granice odgovaraju sobnim uvjetima.

Tablica će nam dati informaciju da je minimalni dopušteni presjek standardne bakrene žice za naš slučaj 4 mm kvadrata. Ne možete uzeti manje, ali bolje je povećati.

Ponekad postoji problem s odabirom stupnja zaštite za već radno ožičenje. U tom je slučaju potpuno opravdano odrediti struju opterećenja mreže potrošača električnim mjernim instrumentom i usporediti je s onom izračunatom gornjom teoretskom metodom.

Dakle, izraz "nazivna struja" pomaže električarima u kretanju tehničkim karakteristikama električne opreme.