Qual è la corrente nominale nell'ingegneria elettrica

Il dizionario esplicativo della lingua russa dell'accademico Ozhegov spiega il significato della parola "nominale", come designata, nominata, ma non adempiente ai suoi doveri, nomina, cioè fittizia.

Questa definizione spiega abbastanza accuratamente i termini elettrici di tensione nominale, corrente e potenza. Sembrano essere lì, definiti e definiti, ma in realtà servono solo come linee guida per gli elettricisti. Le effettive espressioni numeriche di questi parametri differiscono effettivamente dai valori impostati.

Ad esempio, conosciamo tutti una rete alternata 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

Come base per la scelta del suo valore, è stato preso il massimo riscaldamento termico possibile dei cavi elettrici, compreso il loro isolamento, che deve funzionare in modo affidabile sotto carico per un tempo illimitato.

Alla corrente nominale, viene mantenuto un equilibrio termico tra:

• riscaldamento dei fili per effetto della temperatura delle cariche elettriche, descritto dall'azione della legge Joule-Lenz;

• raffreddamento dovuto alla sottrazione di parte del calore all'ambiente.

In questo caso, il calore Q1 non dovrebbe influenzare le caratteristiche meccaniche e di resistenza del metallo, e Q2 - sulla variazione delle proprietà chimiche e dielettriche dello strato isolante.

Anche se la corrente nominale viene leggermente superata, dopo un certo periodo di tempo sarà necessario togliere tensione alle apparecchiature elettriche per raffreddare il metallo del conduttore di corrente e l'isolamento. In caso contrario, le loro proprietà elettriche saranno compromesse e si verificherà una rottura dello strato dielettrico o una deformazione del metallo.

Qualsiasi apparecchiatura elettrica (comprese le fonti di corrente, i suoi consumatori, i cavi e i sistemi di collegamento, i 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 foto in alto mostra chiaramente le correnti nominali di 2,5 e 10 ampere ottenute mediante stampaggio durante la fabbricazione della spina elettrica.

Al fine di standardizzare l'apparecchiatura, GOST 6827-76 introduce una serie di correnti nominali alle quali devono funzionare quasi tutte le installazioni elettriche.

Come selezionare il dispositivo di protezione per la 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, ci sono spesso situazioni in cui, per un breve periodo di tempo, si verifica un sovraccarico nel circuito di alimentazione per vari motivi. In questo caso, la temperatura del metallo del conduttore e dello strato isolante non ha il tempo di raggiungere il limite quando le loro proprietà elettriche vengono violate.

Per questi motivi, la zona di sovraccarico è suddivisa in una zona separata, limitata non solo dalle dimensioni, ma anche dalla durata dell'azione. Quando vengono raggiunti i valori di temperatura critici dello strato isolante e del metallo del conduttore, è necessario rimuovere la tensione dall'impianto elettrico per raffreddarlo.

Queste funzioni sono svolte dalle protezioni termiche:

• interruttori;

• rilasci termici.

Percepiscono il carico termico e si regolano per spegnersi con un certo tempo. La taratura delle protezioni che effettuano l'interruzione «momentanea» 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 le protezioni da sovracorrente più veloci di oggi, l'interruzione avviene in poco meno di 0,02 secondi.

La corrente operativa in modalità di alimentazione normale è generalmente inferiore al valore nominale.

Nell'esempio dato, il caso è analizzato per i circuiti CA. Nei circuiti a tensione continua, non vi è alcuna differenza fondamentale nel rapporto tra la corrente operativa, nominale e la scelta delle impostazioni per l'operazione di protezione.

Come l'interruttore è configurato per funzionare alla corrente nominale

Nella protezione dei dispositivi industriali e delle reti elettriche domestiche, i più comuni sono gli interruttori automatici, che combinano nel loro design:

• rilasci ritardati termicamente;

• interruzione di corrente, spegnimento molto rapido della modalità di emergenza.

In questo caso, gli interruttori automatici sono prodotti per tensione e corrente nominali. I dispositivi di protezione vengono selezionati in base alla loro dimensione per funzionare nelle condizioni specifiche di un determinato circuito.

A tale scopo, gli standard definiscono 4 tipi di caratteristiche corrente-tempo per diversi progetti di macchine. Sono contrassegnati dalle lettere latine A, B, C, D e sono progettati per la disconnessione garantita dei guasti con un multiplo della corrente nominale da 1,3 a 14.

L'interruttore tempo-corrente, tenendo conto della temperatura ambiente, viene selezionato per un determinato tipo di carico, ad esempio:

• dispositivi a semiconduttore;

• impianti di illuminazione;

• circuiti con carichi misti e correnti di spunto moderate;

• circuiti con elevata capacità di sovraccarico.

La caratteristica del tempo corrente può consistere in tre zone di azione, come mostrato nell'immagine, o due (senza il centro).

La designazione della corrente nominale si trova sull'alloggiamento della macchina. L'immagine mostra un interruttore etichettato con una potenza nominale di 100 ampere.

Ciò significa che funzionerà (si spegnerà) non dalla corrente nominale (100 A), ma dal suo eccesso. Supponiamo che se l'interruttore della macchina è impostato su un multiplo di 3,5, una corrente di 100 × 3,5 = 350 ampere o più verrà interrotta da esso senza ritardo.

Quando il rilascio termico è impostato su un multiplo di 1,25, quindi quando viene raggiunto un valore di 100×1,25 = 125 ampere, lo scatto avverrà dopo un certo tempo, ad esempio un'ora. In questo caso, il circuito funzionerà in sovraccarico durante questo periodo.

Va tenuto presente che anche altri fattori legati al mantenimento del regime di temperatura di protezione incidono sul tempo di fermo macchina:

• condizioni ambientali;

• il grado di riempimento del quadro con apparecchiature;

• la possibilità di riscaldamento o raffreddamento da fonti esterne.

Come sono classificati il ​​cablaggio e l'interruttore automatico?

Per determinare i principali parametri elettrici delle protezioni e dei conduttori si deve tener conto del carico ad essi applicato. Per fare ciò, viene calcolato in base alla potenza nominale dei dispositivi relativi al lavoro, tenendo conto del coefficiente del loro impiego.

Ad esempio, una lavastoviglie, un multicooker, un forno elettrico e un forno a microonde sono collegati al gruppo di uscita situato in cucina, che consuma una potenza totale in modalità normale di 5660 watt (tenendo conto della frequenza di commutazione).

La tensione nominale della rete domestica è di 220 volt. Determinare la corrente di carico che fluirà attraverso i conduttori e i dispositivi di protezione dividendo la potenza per la tensione. Io = 5660/220 = 25,7 A.

Successivamente, esaminiamo una tabella con un numero di correnti nominali per apparecchiature elettriche... Non ha un interruttore automatico per tale corrente. Ma i produttori producono macchine per 25 ampere. Il suo valore è il più vicino ai nostri obiettivi. Pertanto, lo scegliamo come base per un dispositivo di protezione per il cablaggio dei consumatori del gruppo di prese.

Successivamente, dobbiamo decidere il materiale dei fili e la sezione trasversale. Prendiamo come base il rame, poiché il cablaggio in alluminio, anche per uso domestico, non è più popolare per le sue caratteristiche.

I manuali dell'elettricista contengono tabelle per la selezione di conduttori di vari materiali per il carico di corrente. Prendiamo il nostro caso, tenendo conto del fatto che il cablaggio viene eseguito con un cavo separato isolato in PE nascosto nella grondaia del muro. Si presume che i limiti di temperatura corrispondano alle condizioni ambientali.

La tabella ci fornirà informazioni sul fatto che la sezione trasversale minima consentita di un filo di rame standard per il nostro caso è di 4 mm quadrati. Non puoi prenderne di meno, ma è meglio aumentarlo.

A volte c'è un problema con la scelta del grado di protezione per il cablaggio già funzionante. In questo caso, è pienamente 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 sopra.

Pertanto, il termine "corrente nominale" aiuta gli elettricisti a navigare nelle caratteristiche tecniche delle apparecchiature elettriche.