電氣工程中的標稱電流是多少
奧熱戈夫院士的《俄語解釋詞典》對“名義”一詞的含義進行了解釋,如指定、命名,但不履行職責、任用,即虛構。
這個定義非常準確地解釋了額定電壓、電流和功率等電氣術語。它們似乎在那裡,定義和定義,但實際上只是作為電工的指南。這些參數的實際數值表達與設定值實際上不同。
例如,我們都熟悉電壓為 220 伏特的交流單相網絡,這被認為是標稱電壓。事實上,它根據 GOST 的值只能達到 252 伏的上限。這就是國家標準的運作方式。
在額定電流下可以看到相同的圖片。
標稱電流的確定原則
作為選擇其值的基礎,電線的最大可能發熱,包括它們的絕緣,必須在負載下無限時間可靠地工作。
在額定電流下,在以下各項之間保持熱平衡:
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根據焦耳-楞次定律的作用,通過電荷的溫度效應加熱電線;
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由於將部分熱量排放到環境中而冷卻。
在這種情況下,熱量 Q1 不應影響金屬的機械和強度特性,而 Q2 — 影響絕緣層的化學和介電特性的變化。
即使略微超過額定電流,在一定時間後也需要從電氣設備上移除電壓,以冷卻電流導體的金屬和絕緣體。否則,它們的電氣性能將受到損害,並且會發生介電層擊穿或金屬變形。
任何電氣設備(包括電流源、其消費者、連接線和系統、保護裝置)都經過計算、設計和製造,以在特定額定電流下運行。
它的價值不僅體現在技術工廠文件中,還體現在電氣設備的外殼或銘牌上。
上面的照片清楚地顯示了 2.5 和 10 安培的額定電流,它們是在電插頭製造過程中通過沖壓製成的。
為了使設備標準化,GOST 6827-76 引入了一些額定電流,幾乎所有電氣裝置都必須在這些額定電流下運行。
額定電流保護裝置如何選擇
由於額定電流決定了電氣設備長期運行而不受任何損壞的可能性,因此所有電流保護裝置都配置為在超過額定電流時工作。
在實踐中,經常會出現由於各種原因導致電源電路在短時間內出現過載的情況。在這種情況下,導體金屬和絕緣層的溫度在違反其電氣特性時沒有時間達到極限。
由於這些原因,過載區被劃分為一個單獨的區域,這不僅受到大小的限制,還受到動作持續時間的限制。當達到絕緣層和導體金屬的臨界溫度值時,必須移除電氣裝置的電壓以使其冷卻。
這些功能由熱過載保護執行:
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斷路器;
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熱釋放。
他們感知熱負荷並調整以在特定時間關閉。執行負載“瞬時”中斷的保護設置略高於過載電流。 “瞬時”一詞實際上定義了在盡可能短的時間內執行的操作。對於當今最快的過流保護,中斷時間不到 0.02 秒。
正常功率模式下的工作電流通常小於標稱值。
在給定的示例中,針對交流電路分析了案例。在直流電壓電路中,工作電流、額定電流和保護操作設置選擇之間的關係沒有根本區別。
斷路器如何配置以在額定電流下運行
在工業設備和家用電網的保護中,最常見的是自動開關,它們在設計中結合了:
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熱延遲釋放;
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電流中斷,非常快速地關閉緊急模式。
在這種情況下,斷路器是為額定電壓和電流製造的。保護器件是根據其在一定電路的特定條件下工作的大小來選擇的。
為此,標準為不同的機器設計定義了 4 種類型的電流-時間特性。它們用拉丁字母 A、B、C、D 標記,設計用於保證在 1.3 到 14 的倍數額定電流的故障下斷開。
時間-電流斷路器,考慮到環境溫度,是為某類負載選擇的,例如:
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半導體裝置;
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照明系統;
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具有混合負載和中等浪湧電流的電路;
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具有高過載能力的電路。
當前時間特性可以由三個作用區組成,如圖所示,或兩個(沒有中間)。
額定電流的名稱可以在機器外殼上找到。圖片顯示了一個標有 100 安培額定值的開關。
這意味著它不會在額定電流 (100 A) 下工作(關閉),而是在超出額定電流時工作(關閉)。假設如果機器的滅弧室設置為3.5的倍數,那麼100×3.5 = 350安培或更大的電流將被它無延時地停止。
當熱釋放設置為 1.25 的倍數時,當達到 100×1.25 = 125 安培的值時,跳閘將在一段時間後發生,例如一小時。在這種情況下,電路將在此期間過載運行。
應該記住,與維護保護溫度範圍相關的其他因素也會影響機器停機時間:
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環境條件;
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配電盤的設備填充程度;
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從外部來源加熱或冷卻的可能性。
接線和斷路器的額定值如何?
要確定保護裝置和導體的主要電氣參數,必須考慮施加到它們的負載。為此,根據與工作相關的設備的標稱功率進行計算,同時考慮到它們的就業係數。
例如,洗碗機、多功能電飯煲、電烤箱和微波爐連接到位於廚房的輸出組,其在正常模式下的總功耗為 5660 瓦(考慮到開關頻率)。
家庭網絡的標稱電壓為 220 伏。通過將功率除以電壓來確定將流過導體和保護裝置的負載電流。 I = 5660/220 = 25.7 A。
接下來,我們看一張表,裡面有一些電器設備的額定電流,它並沒有針對這種電流的斷路器。但是製造商生產 25 安培的機器。它的值最接近我們的目標。因此,我們選擇它作為插座組接線消費者保護裝置的基礎。
接下來,我們需要決定電線的材料和橫截面。讓我們以銅為基礎,因為鋁線,即使是家庭用途,由於其特性也不再流行。
電工手冊包含用於為電流負載選擇各種材料的導體的表格。讓我們以我們的案例為例,考慮到佈線是使用隱藏在牆槽中的單獨 PE 絕緣電纜完成的。假定溫度限制對應於室內條件。
該表將為我們提供的信息是,對於我們的案例,標準銅線的最小允許橫截面為 4 平方毫米。你不能少吃,但最好多吃。
有時在為已經工作的線路選擇保護等級時會出現問題。在這種情況下,完全有理由用電測量儀器確定用戶網絡的負載電流,並將其與上述理論方法計算的值進行比較。
因此,術語“額定電流”有助於電工了解電氣設備的技術特性。