Mis on nimivool elektrotehnikas

Akadeemik Ožegovi vene keele seletav sõnaraamat selgitab sõna "nominaalne" tähendust nii, nagu see on määratud, nimetatud, kuid mitte täites oma kohustusi, ametisse nimetamine, see tähendab väljamõeldud.

See määratlus selgitab üsna täpselt nimipinge, voolu ja võimsuse elektrilisi termineid. Tundub, et need on olemas, määratletud ja määratletud, kuid tegelikult on need ainult juhised elektrikutele. Nende parameetrite tegelikud numbrilised avaldised erinevad tegelikult seatud väärtustest.

Näiteks oleme kõik tuttavad vahelduva ühefaasilise võrguga, mille pinge on 220 volti, mida peetakse nominaalseks. Tegelikult võib selle väärtus GOST-i järgi jõuda ainult 252 volti ülempiirini. Nii töötab riigi standard.

Sama pilti on näha nimivooluga.

Nimivoolu määramise põhimõte

Selle väärtuse valimisel võeti aluseks elektrijuhtmete maksimaalne võimalik soojusküte, sealhulgas nende isolatsioon, mis peab koormuse all töökindlalt töötama piiramatu aja.

Nimivoolu korral säilib termiline tasakaal:

• juhtmete kuumutamine elektrilaengute temperatuuri mõjust, mida kirjeldab Joule-Lenzi seadus;

• jahutamine, mis on tingitud osa soojusest keskkonda viimisest.

Sel juhul ei tohiks soojus Q1 mõjutada metalli mehaanilisi ja tugevusomadusi ning Q2 - isolatsioonikihi keemiliste ja dielektriliste omaduste muutust.

Isegi kui voolutugevust veidi ületatakse, tuleb teatud aja möödudes voolujuhtme metalli ja isolatsiooni jahutamiseks elektriseadmetest pinge eemaldada. Vastasel juhul halvenevad nende elektrilised omadused ja toimub dielektrilise kihi purunemine või metalli deformatsioon.

Kõik elektriseadmed (sh vooluallikad, selle tarbijad, ühendusjuhtmed ja süsteemid, kaitseseadmed) arvutatakse, projekteeritakse ja toodetakse töötama teatud nimivooluga.

Selle väärtus on märgitud mitte ainult tehase tehnilises dokumentatsioonis, vaid ka elektriseadmete korpusel või nimesiltidel.

Ülaltoodud fotol on selgelt näha voolutugevus 2,5 ja 10 amprit, mis on saadud elektripistiku valmistamisel tembeldades.

Seadmete standardiseerimiseks tutvustab GOST 6827-76 mitmeid nimivoolusid, mille juures peavad töötama peaaegu kõik elektripaigaldised.

Kuidas valida nimivoolu kaitseseadet

Kuna nimivool määrab elektriseadmete pikaajalise kahjustusteta töötamise võimaluse, on kõik voolukaitseseadmed konfigureeritud töötama selle ületamisel.

Praktikas tuleb sageli ette olukordi, kus lühiajaliselt tekib elektriahelas erinevatel põhjustel ülekoormus. Sellisel juhul ei ole juhi metalli ja isoleerkihi temperatuuril aega jõuda piirini, kui nende elektrilisi omadusi rikutakse.

Nendel põhjustel on ülekoormuse tsoon jagatud eraldi tsooniks, mida ei piira mitte ainult suurus, vaid ka tegevuse kestus. Kui isolatsioonikihi ja juhtme metalli kriitilised temperatuuriväärtused on saavutatud, tuleb elektripaigaldise jahtumiseks pinge eemaldada.

Neid funktsioone täidavad termilised ülekoormuskaitsed:

• kaitselülitid;

• termilised eraldused.

Nad tajuvad soojuskoormust ja kohanevad teatud ajaga väljalülitamiseks. Koormuse «hetkelist» katkestamist teostavate kaitsete seadistus on veidi suurem kui ülekoormusvool. Mõiste "hetkeline" määratleb tegelikult toimingu võimalikult lühikese aja jooksul. Tänapäeva kiireimate liigvoolukaitsete puhul toimub katkestus veidi alla 0,02 sekundiga.

Töövool normaalses toiterežiimis on tavaliselt väiksem kui nimiväärtus.

Antud näites analüüsitakse juhtumit vahelduvvooluahelate osas. Alalispingeahelates ei ole töö-, nimivoolu ja kaitseoperatsiooni seadistuste valiku vahel põhimõttelist erinevust.

Kuidas kaitselüliti on konfigureeritud töötama nimivooluga

Tööstusseadmete ja kodumajapidamises kasutatavate elektrivõrkude kaitsmisel on kõige levinumad automaatsed lülitid, mis ühendavad oma disaini:

• termiliselt viivitatud vabanemised;

• voolukatkestus, avariirežiimi väga kiire väljalülitamine.

Sel juhul toodetakse kaitselülitid nimipinge ja voolu jaoks. Kaitseseadmed valitakse nende suuruse järgi, et need töötaksid teatud vooluringi konkreetsetes tingimustes.

Sel eesmärgil määratlevad standardid erinevate masinate konstruktsioonide jaoks 4 tüüpi voolu-aja karakteristikuid. Need on tähistatud ladina tähtedega A, B, C, D ja on mõeldud rikete garanteeritud lahtiühendamiseks nimivoolu kordse 1,3 kuni 14 korral.

Ajavoolukaitselüliti, võttes arvesse ümbritseva õhu temperatuuri, valitakse teatud tüüpi koormuse jaoks, näiteks:

• pooljuhtseadmed;

• valgustussüsteemid;

• segakoormuste ja mõõdukate sisselülitusvooludega ahelad;

• suure ülekoormusvõimega ahelad.

Voolu-aja karakteristik võib koosneda kolmest tegevustsoonist, nagu on näidatud pildil, või kahest (ilma keskosata).

Nimivoolu tähise leiate masina korpuselt. Pildil on lüliti, mis on märgistatud 100 amprise reitinguga.

See tähendab, et see ei tööta (lülitub välja) mitte nimivoolust (100 A), vaid selle ülejäägist. Oletame, et kui masina katkestik on seatud kordsele 3,5, siis voolu 100 × 3,5 = 350 amprit või rohkem peatab see ilma viivituseta.

Kui termiline vabastus on seatud kordsele 1,25, siis kui saavutatakse väärtus 100 × 1,25 = 125 amprit, toimub väljalülitus mõne aja, näiteks ühe tunni pärast. Sel juhul töötab vooluahel sel perioodil ülekoormusega.

Tuleb meeles pidada, et masina väljalülitamise aega mõjutavad ka muud kaitsetemperatuuri režiimi säilitamisega seotud tegurid:

• keskkonnatingimused;

• elektrikilbi seadmetega täitumise aste;

• kütte või jahutamise võimalus välistest allikatest.

Kuidas on hinnatud juhtmestikku ja kaitselülitit?

Kaitsete ja juhtmete peamiste elektriliste parameetrite määramiseks tuleb arvestada neile rakendatavat koormust. Selleks arvutatakse see tööga seotud seadmete nimivõimsuse järgi, võttes arvesse nende tööhõive koefitsienti.

Köögis asuvasse väljundgruppi on ühendatud näiteks nõudepesumasin, multikeetja, elektriahi ja mikrolaineahi, mis tarbib tavarežiimis koguvõimsust 5660 vatti (arvestades lülitussagedust).

Majapidamisvõrgu nimipinge on 220 volti. Määrake koormusvool, mis läbib juhte ja kaitseseadmeid, jagades võimsuse pingega. I = 5660/220 = 25,7 A.

Järgmisena vaatame tabelit elektriseadmete nimivoolude arvuga.Selle voolu jaoks pole sellel kaitselülitit. Kuid tootjad toodavad masinaid 25 amprini. Selle väärtus on meie eesmärkidele kõige lähemal. Seetõttu valime selle väljalaskerühma tarbijate juhtmestiku kaitseseadme aluseks.

Järgmisena peame otsustama juhtmete materjali ja ristlõike üle. Võtame aluseks vase, kuna alumiiniumjuhtmestik, isegi majapidamises, pole oma omaduste tõttu enam populaarne.

Elektriku juhendid sisaldavad tabeleid erinevate materjalide juhtmete valimiseks voolukoormuse jaoks. Võtame meie juhtumi, võttes arvesse asjaolu, et juhtmestik toimub eraldi PE-isolatsiooniga kaabliga, mis on peidetud seina renni. Eeldatakse, et temperatuuripiirangud vastavad ruumitingimustele.

Tabel annab meile teavet, et standardse vasktraadi minimaalne lubatud ristlõige meie puhul on 4 mm ruut. Te ei saa võtta vähem, kuid parem on seda suurendada.

Mõnikord on probleem juba töötava juhtmestiku kaitseastme valimisel. Sel juhul on tarbijavõrgu koormusvoolu määramine elektrilise mõõteriistaga igati õigustatud ja võrrelda seda ülaltoodud teoreetilise meetodiga arvutatuga.

Seega aitab termin "nimivool" elektrikutel elektriseadmete tehnilistes omadustes navigeerida.