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La corrente nominale di un fusibile è la corrente massima che il fusibile può sopportare per un tempo indefinito. per molto tempo senza crollare. È indicato sull'inserto del fusibile. Ma l'intensità della corrente di fusione dell'inserto del fusibile dipende da una serie di motivi e, prima di tutto, dalla durata del carico di corrente e dalle condizioni di raffreddamento del fusibile.
Per i valori di corrente viene adottata la seguente scala normale: 200, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 3000 e 4000 A.
L'unità è progettata per una corrente nominale di 10 A, una corrente massima di 30 A e il suo peso è di 2 kg. I punti di test sul cavo di comunicazione sono posizionati sul cavo accoppiamenti con incrementi di 800 - 1000 m, che corrisponde alla lunghezza di costruzione del cavo. Punti di controllo e misurazione indipendenti sono installati sui gasdotti. L'armatura e la guaina del cavo negli innesti non sono ponticellate, ma i conduttori vengono fatti uscire nella strumentazione, che ha cinque terminali, separati dall'armatura e dalla guaina e marcati.
Se il generatore fornisce la corrente nominale e la sua tensione è almeno 12 5 V per i generatori a 12 volt e 25 V per i generatori a 24 volt, allora dovrebbe essere considerato riparabile. In caso di diminuzione della corrente erogata chiudere i terminali I e Ø del generatore con un conduttore; Se allo stesso tempo la tensione e la corrente del generatore aumentano, il relè-regolatore deve essere considerato difettoso.
V sono progettati rispettivamente per una corrente nominale di 200 e 400 A.
I controller di comando della serie KA-5000 con una corrente nominale fino a 15 A hanno fino a 12 circuiti operativi e, oltre alla posizione zero, sette posizioni della maniglia in ciascuna direzione. La maniglia può essere fissata in ogni posizione o avere un ritorno automatico alla posizione zero.
Gli avvolgimenti del motore sono progettati per una determinata corrente nominale. All’aumentare del consumo energetico, la corrente aumenta. Inoltre, si verifica un aumento della corrente quando la tensione nella rete diminuisce e quando una fase viene disconnessa. Se si verifica una mancanza di fase mentre il compressore è fermo, quando il motore elettrico è acceso, la sua potenza non è sufficiente per accelerare il compressore. La corrente negli avvolgimenti è circa 4 volte il valore nominale. Il motore non gira e si surriscalda notevolmente.
Ciao, cari lettori e ospiti del sito web di Electrician's Notes.
Ho deciso di scrivere un articolo sul calcolo della corrente nominale per un motore elettrico trifase.
Questa domanda è rilevante e a prima vista non sembra così complicata, ma per qualche motivo spesso si verificano errori nei calcoli.
Come esempio di calcolo, prenderò un motore asincrono trifase AIR71A4 con una potenza di 0,55 (kW).
Ecco qui aspetto e un'etichetta dati tecnici.
Se prevedi di collegare il motore a rete trifase 380 (V), il che significa che i suoi avvolgimenti devono essere collegati in un circuito a stella, cioè sulla morsettiera è necessario collegare tra loro i terminali V2, U2 e W2 tramite appositi ponticelli.
Quando si collega questo motore a una rete trifase con una tensione di 220 (V), i suoi avvolgimenti devono essere collegati in un triangolo, ad es. installare tre ponticelli: U1-W2, V1-U2 e W1-V2.
Quindi cominciamo.
Attenzione! La potenza sulla targa del motore non è elettrica, ma meccanica, cioè potenza meccanica utile sull’albero motore. Ciò è chiaramente affermato nell'attuale GOST R 52776-2007, clausola 5.5.3:
Utile potenza meccanica indicato come P2.
Ancora più raramente l'etichetta indica la potenza inserita potenza(hp), ma non ho mai visto nulla di simile nella mia pratica. Per informazione: 1 (CV) = 745,7 (Watt).
Ma a noi interessa proprio energia elettrica, cioè. potenza consumata dal motore dalla rete. La potenza elettrica attiva è designata come P1 e sarà sempre maggiore della potenza meccanica P2, perché tiene conto di tutte le perdite del motore.
1. Perdite meccaniche (Рмех.)
Le perdite meccaniche includono l'attrito dei cuscinetti e la ventilazione. Il loro valore dipende direttamente dalla velocità del motore, ad es. maggiore è la velocità, maggiori sono le perdite meccaniche.
Per asincrono motori trifase con un rotore avvolto vengono prese in considerazione anche le perdite tra spazzole e anelli collettori. Maggiori dettagli sul dispositivo motori asincroni Puoi.
2. Perdite magnetiche (Рmagn.)
Le perdite magnetiche si verificano nel “ferro” del circuito magnetico. Questi includono le perdite dovute all'isteresi e alle correnti parassite durante l'inversione della magnetizzazione del nucleo.
L'entità delle perdite magnetiche nello statore dipende dalla frequenza dell'inversione della magnetizzazione del suo nucleo. La frequenza è sempre costante ed è 50 (Hz).
Le perdite magnetiche nel rotore dipendono dalla frequenza di inversione della magnetizzazione del rotore. Questa frequenza è 2-4 (Hz) e dipende direttamente dalla quantità di scorrimento del motore. Ma le perdite magnetiche nel rotore sono piccole, quindi molto spesso non vengono prese in considerazione nei calcoli.
3. Perdite elettriche in avvolgimento dello statore(Re1)
Le perdite elettriche nell'avvolgimento dello statore sono causate dal riscaldamento dovuto alle correnti che lo attraversano. Maggiore è la corrente, maggiore è il carico del motore, maggiore è la quantità perdite elettriche- tutto è logico.
4. Perdite elettriche nel rotore (Re2)
Le perdite elettriche nel rotore sono simili a quelle nell'avvolgimento dello statore.
5. Altre perdite aggiuntive (Radd.)
Ulteriori perdite includono armoniche più elevate della forza magnetomotrice, pulsazione dell'induzione magnetica nei denti, ecc. Queste perdite sono molto difficili da prendere in considerazione, quindi di solito vengono prese come 0,5% della potenza attiva consumata P1.
Sapete tutti cosa c'è nel motore energia elettrica si trasforma in meccanico. Per spiegare un po' più in dettaglio, quando la potenza elettrica attiva P1 viene fornita al motore, una parte di essa viene spesa per perdite elettriche nell'avvolgimento dello statore e perdite magnetiche nel nucleo magnetico. La potenza elettromagnetica residua viene quindi trasferita al rotore, dove viene consumata dalle perdite elettriche nel rotore e convertita in potenza meccanica. Parte della potenza meccanica viene ridotta a causa di perdite meccaniche e aggiuntive. Di conseguenza, la potenza meccanica rimanente lo è potere utile P2 sull'albero motore.
Tutte queste perdite sono incluse in un unico parametro: il coefficiente azione utile(efficienza) del motore, che è indicato con il simbolo “η” ed è determinato dalla formula:
A proposito, l'efficienza è approssimativamente pari a 0,75-0,88 per motori con potenza fino a 10 (kW) e 0,9-0,94 per motori superiori a 10 (kW).
Torniamo ancora una volta ai dati del motore AIR71A4 discussi in questo articolo.
La sua targhetta contiene le seguenti informazioni:
- tipo di motore AIR71A4
- numero di serie n. ХХХХХ
- tipo di corrente - alternata
- numero di fasi - trifase
- frequenza di alimentazione 50 (Hz)
- schema di collegamento dell'avvolgimento ∆/Y
- tensione nominale 220/380 (V)
- corrente nominale a triangolo 2,7 (A) / a stella 1,6 (A)
- potenza nominale utile all'albero P2 = 0,55 (kW) = 550 (W)
- velocità di rotazione 1360 (rpm)
- Efficienza 75% (η = 0,75)
- fattore di potenza cosφ = 0,71
- modalità operativa S1
- classe di isolamento F
- classe di protezione IP54
- nome dell'azienda e paese di produzione
- anno di fabbricazione 2007
Calcolo della corrente nominale del motore elettrico
Innanzitutto è necessario ricavare la potenza elettrica attiva consumata P1 dalla rete utilizzando la formula:
P1 = P2/η = 550/0,75 = 733,33 (W)
I valori di potenza vengono sostituiti nelle formule in watt e la tensione in volt. L'efficienza (η) e il fattore di potenza (cosφ) sono quantità adimensionali.
Ma questo non basta, perché non abbiamo tenuto conto del fattore di potenza (cosφ ) , ma il motore è un carico attivo-induttivo, quindi per determinare il consumo energetico totale del motore dalla rete, utilizziamo la formula:
S = P1/cosφ = 733,33/0,71 = 1032,85 (VA)
Troviamo la corrente nominale del motore quando colleghiamo gli avvolgimenti in una stella:
Inom = S/(1,73 U) = 1.032,85/(1,73 380) = 1,57 (A)
Troviamo la corrente nominale del motore collegando gli avvolgimenti in un triangolo:
Inom = S/(1,73 U) = 1032,85/(1,73 220) = 2,71 (A)
Come puoi vedere, i valori risultanti sono uguali alle correnti indicate sulla targhetta del motore.
Per semplificare, le formule di cui sopra possono essere combinate in una formula generale. Il risultato sarà:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η)
Pertanto, per determinare la corrente nominale del motore, è necessario sostituire in questa formula la potenza meccanica P2 prelevata dalla targhetta, tenendo conto del rendimento e del fattore di potenza (cosφ), che sono indicati sulla targhetta stessa oppure nel passaporto per il motore elettrico.
Ricontrolliamo la formula.
Corrente del motore quando si collegano gli avvolgimenti in una stella:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 550/(1,73 380 0,71 0,75) = 1,57 (A)
Corrente del motore quando si collegano gli avvolgimenti in un triangolo:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 550/(1,73 220 0,71 0,75) = 2,71 (A)
Spero che tutto sia chiaro.
Esempi
Ho deciso di fare qualche altro esempio con diverse tipologie di motori e potenze. Calcoliamo le loro correnti nominali e confrontiamole con le correnti indicate sulle loro etichette.
Come puoi vedere, questo motore può essere collegato solo a una rete trifase con una tensione di 380 (V), perché i suoi avvolgimenti sono assemblati a stella all'interno del motore, e solo tre estremità fanno uscire nella morsettiera, quindi:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 1500/(1,73 380 0,85 0,82) = 3,27 (A)
La corrente risultante di 3,27 (A) corrisponde alla corrente nominale di 3,26 (A) indicata sulla targhetta.
Questo motore può essere collegato ad una rete trifase con una tensione sia di 380 (V) stella che di 220 (V) triangolo, perché Ha 6 estremità collegate alla morsettiera:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 3000/(1,73 380 0,83 0,83) = 6,62 (A) - stella
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 3000/(1,73 220 0,83 0,83) = 11,44 (A) - triangolo
I valori di corrente ottenuti per diversi schemi di collegamento degli avvolgimenti corrispondono alle correnti nominali indicate sull'etichetta.
3. Motore asincrono AIRS100A4 con potenza di 4,25 (kW)
Simile al precedente.
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 4250/(1,73 380 0,78 0,82) = 10,1 (A) - stella
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 4250/(1,73 220 0,78 0,82) = 17,45 (A) - triangolo
I valori di corrente calcolati per diversi schemi di collegamento dell'avvolgimento corrispondono alle correnti nominali indicate sulla targhetta del motore.
Questo motore può essere collegato solo ad una rete trifase con una tensione di 6 (kV). Lo schema di collegamento dei suoi avvolgimenti è una stella.
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 630000/(1,73 6000 0,86 0,947) = 74,52 (A)
La corrente nominale di 74,52(A) corrisponde alla corrente nominale di 74,5(A) indicata sull'etichetta.
Aggiunta
Le formule presentate sopra sono ovviamente buone e secondo loro il calcolo è più accurato, ma tra la gente comune esiste una formula più semplificata e approssimativa per il calcolo della corrente nominale del motore, che è più diffusa tra gli artigiani e gli artigiani domestici.
È semplice. Prendi la potenza del motore in kilowatt indicata sull'etichetta e moltiplicala per 2: ecco il risultato finale. Solo questa identità è rilevante per i motori 380 (V) assemblati in una stella. Puoi controllare e aumentare la potenza dei motori sopra indicati. Ma personalmente insisto affinché utilizzi metodi di calcolo più accurati.
PS Ma ora, poiché abbiamo già deciso le correnti, possiamo iniziare a selezionare l'interruttore automatico, i fusibili, la protezione termica del motore e i contattori per il suo controllo. Di questo vi parlerò nelle mie prossime pubblicazioni. Per non perdere l'uscita di nuovi articoli, iscriviti alla newsletter del sito Le note dell'elettricista. Alla prossima volta.
Per garantire protezione affidabile cavo utilizzando un interruttore automatico, è necessario prendere in considerazione alcune delle caratteristiche operative di questo dispositivo ed eseguirle selezione corretta. Il fatto è che la corrente (I n), indicata nella marcatura della macchina, è in realtà la corrente operativa, e il suo eccesso in un certo intervallo non provoca l'arresto immediato della rete.
Valutazioni delle macchine per la protezione dei cavi elettrici
Ad esempio, se la marcatura è C25, significa che attraverso questo circuito può fluire una corrente di 25 A tempo illimitato. Se l'eccesso arriva fino al 13% (28,5 A), può verificarsi uno spegnimento dopo più di un'ora di funzionamento, fino al 45% (36,25 A) - in meno di un'ora. Per protezione garantita rete, è importante che l'aumento di corrente non superi la corrente consentita nel cavo.
Un tale algoritmo per il funzionamento della macchina, da un lato, ridurrà la probabilità di falsi positivi, ma dall'altro richiederà un approccio più ponderato alla scelta della macchina.
Scegliere l'interruttore giusto non è un compito facile, ma la sua soluzione dipende da funzionamento sicuro case o appartamenti e riducendo i costi dei materiali.
Opzioni
Corrente nominale (I n)
Gli interruttori automatici hanno una gamma standardizzata di correnti nominali, questo si riflette in GOST R 50345–99, i dati sono riepilogati in una tabella. Si tratta di correnti a lungo termine che fluiscono attraverso la macchina e non ne provocano lo spegnimento. Utilizzando la tabella è possibile selezionare la corrente nominale dell'interruttore. Contiene serie standard correnti nominali (I n) per macchine automatiche utilizzate in Russia.
Campo normalizzato delle correnti nominali (In) per macchine automatiche
| Corrente nominale A | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 1 | 1.6 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6.3 (o 6) | |
| 8 | 10 | 16 | 25 | 31,5 (o 32) | 40 | 50 | 63 | ||
| 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 320 | 400 | 500 | 630 |
| 800 | 1000 | 1600 | 2000 | 2500 | 4000 | 5000 | 6300 |
Tuttavia, il tempo di spegnimento è influenzato dalla temperatura ambiente e metodo di montaggio dell'interruttore. Pertanto un aumento della temperatura dell'aria nel luogo in cui è installata la macchina accorcia questo periodo, mentre una diminuzione lo allunga. Separare interruttore installato ha di più lungo periodo, e quella installata nel gruppo si riduce a causa dell'influenza delle macchine vicine.
La tabella seguente fornisce informazioni sulle correnti che portano allo sgancio a lungo termine e consentirà di selezionare la taglia richiesta.
Queste sono correnti normalizzate secondo GOST.
| Correnti standardizzate secondo GOST per la selezione della potenza della macchina Carattere ristici innescato- distributori automatici tipo | B, C, D | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Denominazione della macchina | 6A | 10A | 13A | 16A | 20A | 25A | 32A | 40A | |
| 50A Spegnere lettura NON PRIMA | di 1 ora (1,13*In) | 6,78 A | 11,3 A | 14:69 | 18:08 | 22,6 A | 28:25 | 36,16 A | 45,2 A |
| 50A Spegnere 56,5 A NON PIÙ | di 1 ora (1,45*In) | 8,7 A | 14,5 A | 18:85 | 23,2 A | 29A | 36,25 A | 46,4 A | 58A |
72,5 A Utilizzando la tabella seguente è possibile selezionare un interruttore automatico in base alla corrente di arresto. Ad esempio, è noto che il cavo in cablaggio aperto
con una sezione del conduttore in rame di 4 mm 2 ha una corrente consentita di 30 A (t. 1.3.4-1.3.8. PUE). Troviamo nella tabella la corrente di spegnimento inferiore più vicina, è 29A, il che significa che abbiamo bisogno di un interruttore automatico C20. Se si sceglie una macchina con una corrente nominale di C25, la corrente che scorre a lungo termine nel cavo sarà di 36,25 A; il tempo di spegnimento della macchina può raggiungere 1 ora; Durante questo periodo, il cavo può riscaldarsi fino a raggiungere una temperatura significativa, causando lo scioglimento dell'isolamento. Se non si esclude il ripetersi di una situazione del genere, ciò porterà sicuramente a un incidente.
È anche impossibile senza misurazioni complesse determinare con precisione a quale corrente di carico funzionerà questa o quella particolare istanza, ma esiste un corridoio in cui è garantito che qualsiasi istanza di questa valutazione funzionerà.
Caratteristiche tempo-corrente
Queste caratteristiche sono presentate sotto forma di un grafico, dal quale è possibile determinare con precisione la corrente e l'ora in cui è garantito lo spegnimento del dispositivo.
Ad esempio, è possibile scoprire dopo quanto tempo un interruttore automatico di tipo C si spegne se al suo interno scorre una corrente una volta e mezza superiore alla corrente nominale, ovvero I/I n = 1,5. Disegniamo una linea verticale sul grafico in modo che intersechi l'intervallo di valori e dai punti di intersezione di questa linea con la zona blu disegniamo linee orizzontali all'asse Y.
Sull'asse Y vediamo il tempo: minimo - 50 secondi, massimo - circa 6 minuti. Ciò significa che con il doppio della corrente, questo cavo funzionerà sotto tale carico per un massimo di 6 minuti.
Per determinare le correnti di interruzione per gli altri tipi, B o D, è necessario tracciare linee orizzontali sull'asse Y dalle aree corrispondenti.
In caso di cortocircuito, le macchine funzionano in modo molto affidabile, spegnendo la rete in meno di 0,1 secondi durante un periodo di tempo tale che il cavo non ha il tempo di riscaldarsi notevolmente;
Se è successo arresto di emergenza, non abbiate fretta di accendere la macchina, spegnete prima gli apparecchi potenti, soprattutto quelli di riscaldamento: ferro da stiro, caldaia, fornello elettrico, forno a microonde, ecc. Accendere la macchina dopo 5-10 minuti se si verifica uno spegnimento ripetuto, è meglio chiamare uno specialista.
Cavi GOST 31996–2012
Quando si sceglie una macchina è necessario tenere conto delle caratteristiche dei cavi. La più importante è la corrente consentita (aggiungo io). Mostra a quale corrente massima il cavo può funzionare per tutta la sua vita utile. Questa tabella del PUE contiene informazioni sulle correnti ammissibili dei cavi in base al materiale e alle condizioni di posa dei cavi.
Correnti ammissibili per il cavo a seconda dei materiali
| Cablaggio aperto | Seche- zione cavo la, mm2 | Cablaggio chiuso | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rame | Alluminio | Rame | Alluminio | |||||||||
| Corrente A | Energia- ness, kW | Corrente A | Energia- ness, kW | Corrente A | Energia- ness, kW | Corrente A | Energia- ness, kW |
|||||
| 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | |||||
| 11 | 2.4 | - | - | - | - | 0.5 | - | - | - | - | - | - |
| 15 | 3.3 | - | - | - | - | 0.75 | - | - | - | - | - | - |
| 17 | 3.7 | 6.4 | - | - | - | 1 | 14 | 3 | 5.3 | - | - | - |
| 23 | 5 | 8.7 | - | - | - | 1.5 | 15 | 3.3 | 5.7 | - | - | - |
| 26 | 5.7 | 9.8 | 21 | 4.6 | 7.9 | 2 | 19 | 4.1 | 7.2 | 14 | 3 | 5.3 |
| 30 | 6.6 | 11 | 24 | 5.2 | 9.1 | 2.5 | 21 | 4.6 | 7.9 | 16 | 3.5 | 6 |
| 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 | 4 | 27 | 5.9 | 10 | 21 | 4.6 | 7.9 |
| 50 | 11 | 19 | 39 | 8.5 | 14 | 6 | 34 | 7.4 | 12 | 26 | 5.7 | 9.8 |
| 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 | 10 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8.3 | 14 |
| 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 | 16 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 | 25 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 | 35 | 130 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
Da questa tabella è possibile ricavare la sezione del cavo richiesta e la corrente consentita a seconda delle condizioni di cablaggio, aperto o interrato. Ad esempio, la potenza di tutti gli elettrodomestici dell'appartamento è di 9 kW. Per il cablaggio in rame monofase aperto, la sezione del filo è 4 mm 2, corrente 41 A, per chiuso - il più vicino valore più alto potenza 11 kW, sezione 10 mm 2, corrente 50A. Il valore nominale inferiore più vicino dell'interruttore è 32 A.
In caso di dubbi sulla qualità del cablaggio elettrico è meglio prestare attenzione e scegliere una macchina con potenza inferiore al valore riportato in tabella.
La rete residenziale ha una struttura ramificata: in ogni ramo scorrerà una corrente di intensità diversa, quindi i cavi avranno sezioni diverse. Se si installa un interruttore solo all'ingresso, non sarà in grado di proteggere le singole sezioni del cablaggio dal sovraccarico. Se l'intera rete viene posata con un cavo della stessa sezione, si tratta di una spesa finanziaria ingiustificata. La soluzione migliore sarebbe installare la corrente adeguata su ogni sezione della macchina. La figura mostra una struttura approssimativa.
Installazione di macchine per la corrente appropriata
La figura mostra chiaramente il carico su ciascuna sezione e la sezione trasversale del filo. Installando le macchine appropriate è possibile proteggere in modo affidabile l'intera rete cortocircuito o sovraccarico. Inoltre in ogni momento è possibile selezionare e disabilitare l'una o l'altra sezione, mantenendo la funzionalità del resto della rete.
Quando si utilizzano potenti motori asincroni nella vita di tutti i giorni, in particolare quelli trifase, ad esempio gli utensili elettrici, è consigliabile accenderli tramite una macchina separata, poiché hanno una grande corrente di avviamento e quando si utilizza una macchina comune, a potrebbe verificarsi un'interruzione dell'alimentazione anche durante il normale funzionamento dell'apparecchiatura.
Selezione della sezione. Video
Puoi imparare in dettaglio la scelta della sezione del cavo e la classificazione della macchina da questo video.
Se la selezione di un interruttore viene effettuata per una rete esistente, prima di tutto è necessario conoscere la sezione del cablaggio e quindi effettuare una scelta in base ad essa. Se la rete non è stata ancora posata, è necessario iniziare calcolando il possibile carico, tenendo conto di tutto elettrodomestici che si prevede di collegare. Il cablaggio serve per corretto funzionamento 20-30 anni, durante questo periodo, molto probabilmente, appariranno nuovi dispositivi nella vita di tutti i giorni, quindi dovrebbe essere fornita una riserva di carica del 20%.
Il dizionario esplicativo della lingua russa dell'accademico Ozhegov spiega il significato della parola "nominale", come designato, chiamato, ma non adempiendo ai suoi doveri, scopi, cioè fittizi.
Questa definizione spiega in modo abbastanza accurato i termini elettrici di tensione nominale, corrente e potenza. Sembrano lì, assegnati e definiti, ma in realtà servono solo come linee guida per gli elettricisti. Le effettive espressioni numeriche di questi parametri in realtà differiscono dai valori assegnati.
Ad esempio, conosciamo tutti la variabile rete monofase con una tensione di 220 volt, che è considerata nominale. Infatti, il suo valore secondo GOST può raggiungere solo il limite superiore di 252 volt. Ecco come funziona lo standard statale.
La stessa immagine può essere vista con la corrente nominale.
Principio di determinazione della corrente nominale
La base per sceglierne il valore è il massimo riscaldamento termico possibile conduttori elettrici, compreso il loro isolamento, che deve funzionare in modo affidabile sotto carico per un periodo indefinito.
Alla corrente nominale viene mantenuto un equilibrio termico tra:
riscaldamento dei conduttori dovuto agli effetti della temperatura cariche elettriche, descritta dall'azione della legge Joule-Lenz;
raffreddamento dovuto alla cessione di parte del calore all’ambiente.
In questo caso, il calore Q1 non dovrebbe influenzare le caratteristiche meccaniche e di resistenza del metallo, e il calore Q2 non dovrebbe influenzare la variazione delle proprietà chimiche e dielettriche dello strato isolante.
Anche se il valore della corrente nominale viene leggermente superato, dopo un certo periodo di tempo sarà necessario togliere tensione alle apparecchiature elettriche per raffreddare il metallo del conduttore di corrente e dell'isolante. In caso contrario, le loro proprietà elettriche verranno interrotte e si verificherà la rottura dello strato dielettrico o la deformazione del metallo.
Qualsiasi apparecchiatura elettrica (comprese le fonti di corrente, i suoi consumatori, cavi e sistemi di collegamento, dispositivi di protezione) è calcolata, progettata e prodotta per funzionare a una determinata corrente nominale.
Il suo valore è indicato non solo nella documentazione tecnica di fabbrica, ma anche sull'alloggiamento o sulle targhette delle apparecchiature elettriche.
La fotografia sopra mostra chiaramente i valori di corrente nominale di 2,5 e 10 ampere, realizzati mediante stampaggio durante la produzione di una spina elettrica.
Per standardizzare le apparecchiature, GOST 6827-76 ha introdotto una serie di valori di corrente nominale ai quali devono funzionare quasi tutti gli impianti elettrici.
Come selezionare un dispositivo di protezione in base alla corrente nominale
Poiché la corrente nominale determina la possibilità di funzionamento a lungo termine delle apparecchiature elettriche senza alcun danno, tutti i dispositivi di protezione della corrente sono configurati per funzionare quando viene superata.
In pratica, molto spesso si verificano situazioni in cui si verifica un sovraccarico dell'alimentatore per un breve periodo di tempo. vari motivi. In questo caso, la temperatura del conduttore metallico e dello strato isolante non ha il tempo di raggiungere il limite quando si verifica una violazione delle loro proprietà elettriche.
Per questi motivi viene assegnata la zona di trasferimento zona separata, che è limitato non solo dall'entità, ma anche dalla durata dell'azione. Quando vengono raggiunti i valori critici di temperatura dello strato isolante e del conduttore metallico, è necessario rimuovere la tensione dall'impianto elettrico per raffreddarlo.
Queste funzioni sono eseguite dalla protezione da sovraccarico che opera secondo un principio termico:
fusibili;
rilasci termici.
Percepiscono carico termico e sono configurati per spegnerlo con un certo ritardo. La taratura delle protezioni che effettuano il taglio “istantaneo” del carico è leggermente superiore alla corrente di sovraccarico. Il termine "istantaneo" definisce in realtà l'azione nel più breve periodo di tempo possibile. Per il più veloce di oggi protezione corrente il taglio viene completato in poco meno di 0,02 secondi.
La corrente operativa in modalità di alimentazione normale è molto spesso inferiore al valore nominale.
Nell'esempio fornito viene analizzato il caso dei circuiti AC. In catene Tensione CC differenza fondamentale non esiste alcuna relazione tra la corrente operativa, nominale e la scelta delle regolazioni per l'intervento delle protezioni.
Come è configurato l'interruttore automatico per funzionare alla corrente nominale?
In difesa dispositivi industriali e nelle reti elettriche domestiche, gli interruttori automatici più utilizzati sono quelli che combinano nella loro progettazione:
sganciatori termici ritardati;
interruzione di corrente, che disattiva molto rapidamente la modalità di emergenza.
In questo caso gli interruttori automatici sono realizzati per tensione e corrente nominali. In base alle loro dimensioni, i dispositivi di protezione vengono selezionati per funzionare nelle condizioni specifiche di un determinato circuito.
A questo scopo le norme definiscono 4 tipologie di caratteristiche tempo-corrente per disegni diversi mitragliatrici Sono designati con le lettere latine A, B, C, D e sono progettati per garantire l'arresto degli incidenti con un rapporto di corrente nominale compreso tra 1,3 e 14.
In base alla caratteristica tempo-corrente, tenendo conto della temperatura ambiente, l'interruttore viene selezionato per un determinato tipo di carico, ad esempio:
dispositivi a semiconduttore;
sistemi di illuminazione;
schemi con carichi misti e moderati correnti di avviamento;
catene con elevata capacità di sovraccarico.
La caratteristica tempo-corrente può essere costituita da tre zone d'azione, come mostrato in figura, oppure da due (esclusa quella centrale).
La designazione della corrente nominale si trova sul corpo della macchina. L'immagine mostra un interruttore su cui è indicato il valore di 100 ampere.
Ciò significa che funzionerà (si spegnerà) non dalla corrente nominale (100 A), ma dal suo eccesso. Diciamo che se l'interruzione della macchina è impostata su un multiplo di 3,5, allora una corrente di 100x3,5 = 350 ampere o più verrà interrotta da essa senza ritardo.
Quando il rilascio termico è impostato su un multiplo di 1,25, quindi quando il valore raggiunge 100x1,25 = 125 ampere, lo spegnimento avverrà dopo un po' di tempo, ad esempio un'ora. In questo caso, il circuito funzionerà in sovraccarico durante questo periodo.
Va tenuto presente che il tempo di spegnimento della macchina è influenzato anche da altri fattori legati alla manutenzione regime di temperatura protezione:
condizioni ambientali;
grado di riempimento pannello di distribuzione attrezzatura;
possibilità di riscaldamento o raffrescamento da fonti esterne.
Come selezionare il cablaggio elettrico e l'interruttore automatico in base alla corrente nominale
Determinare i parametri elettrici fondamentali delle protezioni e dei cablaggi in obbligatorio viene preso in considerazione il carico loro applicato. Per fare ciò, viene calcolato in base alla potenza nominale dei dispositivi collegati all'operazione, tenendo conto del loro fattore di occupazione.
Ad esempio, il gruppo prese situato in cucina è collegato al lavoro lavastoviglie, multicucina, forno elettrico e forno a microonde che consumano potenza totale in modalità normale 5660 watt (tenendo conto della frequenza di accensione).
Tensione nominale rete domestica 220 volt. Determiniamo la corrente di carico che passerà attraverso i cavi e i dispositivi di protezione dividendo la potenza per la tensione. I=5660/220=25,7 A.
Successivamente, guarda la tabella con una serie di correnti nominali per apparecchiature elettriche. Non esiste un interruttore automatico per questa corrente. Ma i produttori producono interruttori automatici da 25 A. Il suo valore corrisponde maggiormente ai nostri obiettivi. Ecco perché lo scegliamo come base. dispositivo di protezione per il cablaggio elettrico dei consumatori del gruppo di prese.
Successivamente, dobbiamo decidere il materiale del filo e la sezione trasversale. Prendiamo il rame come base, perché cablaggio in alluminio anche per scopi domestici non è più popolare a causa delle sue caratteristiche prestazionali.
I libri di consultazione degli elettricisti forniscono tabelle da cui selezionare i cavi materiali diversi dal carico corrente. Prendiamo il nostro caso, tenendo conto del fatto che il cablaggio viene effettuato con un cavo separato con isolamento in polietilene, nascosto nella scanalatura del muro. Accetteremo limiti di temperatura corrispondenti alle condizioni della stanza.
La tabella ci fornirà informazioni sulla sezione trasversale minima consentita di uno standard filo di rame nel nostro caso - quadrato da 4 mm. Non puoi prenderne di meno, ma è meglio aumentarlo.
A volte si presenta il compito di selezionare il grado di protezione per i cablaggi già funzionanti. In questo caso, è del tutto giustificato determinare la corrente di carico della rete di consumo con uno strumento di misura elettrico e confrontarla con quella calcolata con il metodo teorico di cui sopra.
In questo modo, il termine "potenza corrente" aiuta gli elettricisti a orientarsi specifiche tecniche apparecchiature elettriche.
Nella precedente serie di articoli abbiamo studiato in dettaglio lo scopo, la progettazione e il principio di funzionamento di un interruttore automatico, analizzato le sue caratteristiche principali e gli schemi di collegamento, ora, utilizzando queste conoscenze, arriveremo alla questione della scelta interruttori automatici. In questo post vedremo, come calcolare la corrente nominale di un interruttore.
Questo articolo continua la serie di pubblicazioni. Nelle seguenti pubblicazioni intendo analizzare in dettaglio come scegliere la sezione del cavo, considerare il calcolo del cablaggio elettrico di un appartamento per esempio specifico con calcolo della sezione dei cavi, selezione delle taglie e delle tipologie di macchine, suddivisione del cablaggio in gruppi. Alla fine della serie di articoli sugli interruttori automatici sarà presente un algoritmo dettagliato e completo passo dopo passo per la loro selezione.
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Quindi cominciamo.
Il cablaggio elettrico in un appartamento o in una casa è solitamente diviso in diversi gruppi.
La linea di gruppo alimenta più utenze dello stesso tipo ed è dotata di un dispositivo di protezione comune. In altre parole, si tratta di più utenze collegate in parallelo a un cavo di alimentazione e per queste utenze è installato un interruttore automatico comune.
Ogni gruppo viene pubblicato cavo elettrico di una determinata sezione ed è protetto da un interruttore automatico separato.
Per calcolare la corrente nominale della macchina, è necessario conoscere la corrente operativa massima della linea, consentita per il suo funzionamento normale e sicuro.
La corrente massima che un cavo può sopportare senza surriscaldarsi dipende dalla sezione trasversale e dal materiale del conduttore del cavo (rame o alluminio), nonché dal metodo di cablaggio (aperto o nascosto).
È inoltre necessario ricordare che l'interruttore automatico serve a proteggere i cavi elettrici dalle sovracorrenti, e non elettrodomestici. Cioè, la macchina protegge il cavo posato nel muro dalla macchina all'interno quadro elettrico alla presa e non alla TV, al fornello elettrico, al ferro da stiro o lavatrice che sono collegati a questa presa.
Pertanto, la corrente nominale dell'interruttore viene scelta innanzitutto in base alla sezione del cavo utilizzato, quindi viene preso in considerazione il carico elettrico collegato. La corrente nominale della macchina deve essere inferiore a quella massima corrente consentita per un cavo di una determinata sezione e materiale.
Il calcolo per un gruppo di consumatori differisce dal calcolo di una singola rete di consumatori.
Cominciamo con il calcolo per un singolo consumatore.
1.A. Calcolo del carico corrente per un singolo consumatore
Nel passaporto del dispositivo (o sulla targhetta sulla custodia), esaminiamo il suo consumo energetico e determiniamo corrente nominale:
In un circuito CA ce ne sono due diversi tipi resistenza – attiva e reattiva. Pertanto la potenza del carico è caratterizzata da due parametri: potenza attiva e potenza reattiva.
Fattore di potenza cosφ caratterizza la quantità di energia reattiva consumata dal dispositivo. La maggior parte delle famiglie e attrezzature per ufficio ha natura di carico attivo (hanno reattanza nulla o bassa), per loro cos φ = 1.
Frigoriferi, condizionatori, motori elettrici (es. pompa sommergibile), le lampade fluorescenti, ecc., insieme al componente attivo, hanno anche un componente reattivo, quindi per loro è necessario tenere conto del cos φ.
1.B. Calcolo del carico corrente per un gruppo di consumatori
La potenza di carico totale di una linea di gruppo viene determinata come la somma delle potenze di tutte le utenze di un dato gruppo.
Cioè, per calcolare la potenza di una linea di gruppo, è necessario sommare le potenze di tutti i dispositivi in questo gruppo (tutti i dispositivi che intendi accendere in questo gruppo).
Prendiamo un foglio di carta e annotiamo tutti i dispositivi che intendiamo collegare a questo gruppo (cioè a questo filo): ferro da stiro, asciugacapelli, TV, lettore DVD, lampada da tavolo ecc.):
Quando si calcola un gruppo di consumatori, il cosiddetto fattore di domanda KS, che determina la probabilità di accensione simultanea di tutti i consumatori in un gruppo per un lungo periodo di tempo. Se tutti gli apparecchi elettrici di un gruppo funzionano contemporaneamente, allora Kc = 1.
In pratica, solitamente non tutti i dispositivi si accendono contemporaneamente. Nei calcoli generali per i locali residenziali, il coefficiente di domanda viene preso in base al numero di consumatori dalla tabella mostrata in figura.
La potenza dei consumatori è indicata sulle targhe degli elettrodomestici, nei loro passaporti, in assenza di dati, è possibile prenderla secondo la tabella (RM-2696-01, Appendice 7.2), oppure guardare consumatori simili su Internet; :
In base alla potenza calcolata determiniamo il totale potere progettuale: Determiniamo la corrente di carico calcolata per un gruppo di consumatori:
La corrente calcolata utilizzando le formule sopra riportate si ottiene in ampere.
2. Selezionare la taglia dell'interruttore.
Per alimentazione interna appartamenti residenziali e le case utilizzano principalmente interruttori automatici modulari.
Selezioniamo la corrente nominale della macchina uguale alla corrente di progetto o quella più vicina maggiore dalla gamma standard:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.
Se si sceglie un interruttore più piccolo, l'interruttore potrebbe scattare a pieno carico sulla linea.
Se la corrente nominale selezionata della macchina è maggiore della corrente massima possibile della macchina per una determinata sezione del cavo, è necessario selezionare un cavo con una sezione maggiore, cosa che non è sempre possibile, o un cavo simile la linea deve essere divisa in due (se necessario, più) parti ed eseguire prima l'intero calcolo di cui sopra.
Va ricordato che per il circuito di illuminazione del cablaggio domestico vengono utilizzati cavi 3 × 1,5 mm 2 e per il circuito della presa - con una sezione trasversale di 3 × 2,5 mm 2. Ciò significa automaticamente limitare il consumo di energia per il carico fornito attraverso tali cavi.
Ne consegue anche che gli interruttori automatici con una corrente nominale superiore a 10 A non possono essere utilizzati per le linee di illuminazione e per le linee di prese - più di 16 A. Gli interruttori della luce sono accesi corrente massima 10A, e prese per una corrente massima di 16A.
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