ما هو التيار الاسمي في الهندسة الكهربائية

يشرح المعجم التوضيحي للأكاديمي أوزيجوف للغة الروسية معنى كلمة "الاسمية" ، كما هو محدد ، مسمى ، ولكن لا يؤدي واجباته ، التعيين ، أي الوهمي.

يشرح هذا التعريف بدقة المصطلحات الكهربائية للجهد المقنن والتيار والقوة. يبدو أنها موجودة ومحددة ومحددة ، ولكنها في الحقيقة تعمل فقط كإرشادات للكهربائيين. تختلف التعبيرات العددية الفعلية لهذه المعلمات في الواقع عن القيم المحددة.

على سبيل المثال ، نحن جميعًا على دراية بشبكة أحادية الطور متناوبة بجهد 220 فولت ، والتي تعتبر اسمية. في الواقع ، لا يمكن أن تصل قيمته وفقًا لـ GOST إلا إلى الحد الأعلى البالغ 252 فولت. هذه هي الطريقة التي يعمل بها معيار الدولة.

يمكن رؤية نفس الصورة مع التيار المقدر.

مبدأ تحديد التيار الاسمي

كأساس لاختيار قيمته ، تم أخذ أقصى تسخين حراري ممكن للأسلاك الكهربائية ، بما في ذلك عزلها ، والذي يجب أن يعمل بشكل موثوق تحت الحمل لفترة غير محدودة.

في التصنيف الحالي ، يتم الحفاظ على التوازن الحراري بين:

• تسخين الأسلاك من تأثير درجة حرارة الشحنات الكهربائية ، الموصوف بواسطة قانون Joule-Lenz ؛

• التبريد بسبب إزالة جزء من الحرارة إلى البيئة.

في هذه الحالة ، يجب ألا تؤثر الحرارة Q1 على الخصائص الميكانيكية وقوة المعدن ، و Q2 - على التغيير في الخصائص الكيميائية والعزل الكهربائي للطبقة العازلة.

حتى إذا تم تجاوز التصنيف الحالي قليلاً ، فسيكون من الضروري بعد فترة زمنية معينة إزالة الجهد من المعدات الكهربائية من أجل تبريد معدن موصل التيار والعزل. خلاف ذلك ، سوف تتأثر خواصها الكهربائية ويحدث انهيار في الطبقة العازلة أو تشوه المعدن.

يتم حساب وتصميم وتصنيع أي معدات كهربائية (بما في ذلك المصادر الحالية ، ومستهلكوها ، وأسلاك التوصيل والأنظمة ، وأجهزة الحماية) للعمل في تيار تصنيف معين.

يشار إلى قيمته ليس فقط في وثائق المصنع الفنية ، ولكن أيضًا على غلاف أو لوحات تحمل أسماء المعدات الكهربائية.

تُظهر الصورة أعلاه بوضوح التصنيفات الحالية البالغة 2.5 و 10 أمبير والتي يتم تصنيعها عن طريق الختم في صناعة القابس الكهربائي.

من أجل توحيد المعدات ، يقدم GOST 6827-76 عددًا من التيارات المقدرة التي يجب أن تعمل بها جميع التركيبات الكهربائية تقريبًا.

كيفية اختيار جهاز الحماية للتيار المقنن

نظرًا لأن التيار المقدر يحدد إمكانية تشغيل المعدات الكهربائية على المدى الطويل دون أي ضرر ، يتم تكوين جميع أجهزة الحماية الحالية للعمل عند تجاوزها.

من الناحية العملية ، غالبًا ما تكون هناك مواقف يحدث فيها الحمل الزائد لفترة قصيرة من الزمن في دائرة الطاقة لأسباب مختلفة. في هذه الحالة ، درجة حرارة معدن الموصل والطبقة العازلة ليس لديها وقت للوصول إلى الحد الأقصى عند انتهاك خواصهما الكهربائية.

لهذه الأسباب ، يتم تقسيم منطقة التحميل الزائد إلى منطقة منفصلة ، والتي لا تقتصر على الحجم فحسب ، بل أيضًا بمدة الإجراء. عندما يتم الوصول إلى قيم درجة الحرارة الحرجة لطبقة العزل ومعدن الموصل ، يجب إزالة الجهد من التركيبات الكهربائية لتبريدها.

يتم تنفيذ هذه الوظائف عن طريق الحماية من الحمل الزائد الحراري:

• القواطع؛

• الإطلاقات الحرارية.

إنهم يدركون الحمل الحراري ويتكيفون ليطفئوا في وقت معين. يكون إعداد الحماية الذي يؤدي إلى مقاطعة "لحظية" للحمل أعلى قليلاً من تيار الحمل الزائد. المصطلح "لحظي" في الواقع يحدد الإجراء في أقصر فترة زمنية ممكنة. للحصول على أسرع حماية من التيار الزائد اليوم ، يحدث الانقطاع في أقل بقليل من 0.02 ثانية.

عادة ما يكون تيار التشغيل في وضع الطاقة العادي أقل من القيمة الاسمية.

في المثال المعطى ، يتم تحليل الحالة بالنسبة لدارات التيار المتناوب. في دارات جهد التيار المستمر ، لا يوجد فرق جوهري في العلاقة بين تيار التشغيل والتيار المقنن واختيار الإعدادات لعملية الحماية.

كيف يتم تكوين قاطع الدائرة ليعمل بالتيار المقنن

في حماية الأجهزة الصناعية والشبكات الكهربائية المنزلية ، فإن المفاتيح الأوتوماتيكية هي الأكثر شيوعًا ، والتي تجمع في تصميمها:

• إطلاقات متأخرة حراريًا ؛

• الانقطاع الحالي ، الإغلاق السريع جدًا لوضع الطوارئ.

في هذه الحالة ، يتم تصنيع قواطع الدائرة للجهد والتيار المقننين. يتم اختيار أجهزة الحماية وفقًا لحجمها للعمل في الظروف المحددة لدائرة معينة.

لهذا الغرض ، تحدد المعايير 4 أنواع من خصائص الوقت الحالي لتصميمات الماكينات المختلفة. تم تمييزها بأحرف لاتينية A و B و C و D وهي مصممة لضمان فصل الأعطال بمضاعفات التيار المقدر من 1.3 إلى 14.

يتم تحديد قاطع الدائرة الزمنية الحالية ، مع مراعاة درجة الحرارة المحيطة ، لنوع معين من الحمل ، على سبيل المثال:

• أجهزة أشباه الموصلات؛

• أنظمة الإضاءة

• دوائر ذات أحمال مختلطة وتيارات تدفق معتدلة ؛

• الدوائر ذات سعة التحميل الزائد العالية.

يمكن أن تتكون خاصية الوقت الحالي من ثلاث مناطق عمل ، كما هو موضح في الصورة ، أو منطقتين (بدون الوسط).

يمكن العثور على تعيين التيار المقدر على غلاف الآلة. تُظهر الصورة مفتاحًا يحمل تصنيف 100 أمبير.

هذا يعني أنه سيعمل (إيقاف) ليس من التيار المقدر (100 أ) ، ولكن من فائضه. افترض أنه إذا تم ضبط قاطع الجهاز على مضاعف 3.5 ، فسيتم إيقاف تيار 100 × 3.5 = 350 أمبير أو أكثر بدون تأخير زمني.

عندما يتم ضبط الإصدار الحراري على مضاعف 1.25 ، فعند الوصول إلى قيمة 100 × 1.25 = 125 أمبير ، ستحدث الرحلة بعد بعض الوقت ، على سبيل المثال ساعة واحدة. في هذه الحالة ، ستعمل الدائرة مع الحمل الزائد خلال هذه الفترة.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن العوامل الأخرى المتعلقة بالحفاظ على نظام درجة حرارة الحماية تؤثر أيضًا على وقت إيقاف تشغيل الماكينة:

• الظروف البيئية؛

• درجة ملء لوحة المفاتيح بالمعدات ؛

• إمكانية التسخين أو التبريد من مصادر خارجية.

كيف يتم تصنيف قاطع الدائرة والأسلاك؟

لتحديد المعلمات الكهربائية الرئيسية للحماية والموصلات ، يجب مراعاة الحمل المطبق عليها. للقيام بذلك ، يتم حسابه وفقًا للقوة الاسمية للأجهزة المتعلقة بالعمل ، مع مراعاة معامل توظيفهم.

على سبيل المثال ، يتم توصيل غسالة أطباق وجهاز طهي متعدد وفرن كهربائي وفرن ميكروويف بمجموعة الإخراج الموجودة في المطبخ ، والتي تستهلك طاقة إجمالية في الوضع العادي تبلغ 5660 واط (مع مراعاة تردد التبديل).

الجهد الاسمي للشبكة المنزلية 220 فولت. حدد تيار الحمل الذي سيتدفق عبر الموصلات والأجهزة الواقية عن طريق قسمة الطاقة على الجهد. أنا = 5660/220 = 25.7 أ.

بعد ذلك ، ننظر إلى طاولة بها عدد من التيارات المقننة للمعدات الكهربائية ، وهي لا تحتوي على قاطع دارة لمثل هذا التيار. لكن الشركات المصنعة تنتج آلات لـ 25 أمبير. قيمته هي الأقرب إلى أهدافنا. لذلك ، نختاره كأساس لجهاز حماية لمستهلكي الأسلاك في مجموعة المخرج.

بعد ذلك ، نحتاج إلى تحديد مادة الأسلاك والمقطع العرضي. لنأخذ النحاس كقاعدة ، لأن أسلاك الألمنيوم ، حتى للأغراض المنزلية ، لم تعد شائعة بسبب خصائصها.

تحتوي كتيبات كهربائي على جداول لاختيار الموصلات من مواد مختلفة للتحميل الحالي. لنأخذ حالتنا ، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن الأسلاك تتم باستخدام كبل منفصل معزول بـ PE مخفي في مزراب الجدار. من المفترض أن تتوافق حدود درجة الحرارة مع ظروف الغرفة.

سيوفر لنا الجدول معلومات تفيد بأن الحد الأدنى للمقطع العرضي المسموح به لسلك نحاسي قياسي لحالتنا هو 4 مم مربع. لا يمكنك أن تأخذ أقل ، ولكن من الأفضل زيادتها.

في بعض الأحيان توجد مشكلة في اختيار درجة الحماية للأسلاك العاملة بالفعل. في هذه الحالة ، من المبرر تمامًا تحديد تيار الحمل لشبكة المستهلك بأداة قياس كهربائية ومقارنتها بتلك المحسوبة بالطريقة النظرية أعلاه.

وبالتالي ، فإن مصطلح "التصنيف الحالي" يساعد كهربائيين على التنقل في الخصائص التقنية للمعدات الكهربائية.