Elektrik mühendisliğinde nominal akım nedir?

Akademisyen Ozhegov'un Rus Dili Açıklayıcı Sözlüğü, "isim" kelimesinin anlamını, belirlenmiş, adlandırılmış, ancak görevlerini yerine getirmeyen, atanan, yani hayali olarak açıklar.

Bu tanım, nominal voltaj, akım ve gücün elektriksel terimlerini oldukça doğru bir şekilde açıklar. Orada, tanımlanmış ve tanımlanmış gibi görünüyorlar, ancak gerçekte yalnızca elektrikçiler için kılavuz görevi görüyorlar. Bu parametrelerin gerçek sayısal ifadeleri aslında ayarlanan değerlerden farklıdır.

Örneğin, nominal olarak kabul edilen 220 volt gerilime sahip alternatif bir tek fazlı ağa hepimiz aşinayız. Aslında, GOST'a göre değeri yalnızca 252 voltluk üst sınıra ulaşabilir. Devlet standardı böyle çalışır.

Aynı resim anma akımıyla da görülebilir.

Nominal akımı belirleme ilkesi

Değerini seçmenin temeli olarak, sınırsız bir süre yük altında güvenilir bir şekilde çalışması gereken elektrik tellerinin yalıtımı da dahil olmak üzere mümkün olan maksimum termal ısınması alınmıştır.

Nominal akımda, aşağıdakiler arasında bir termal denge sağlanır:

• Joule-Lenz yasasının etkisiyle tanımlanan, elektrik yüklerinin sıcaklık etkisinden tellerin ısıtılması;

• ısının bir kısmının çevreye atılması nedeniyle soğutma.

Bu durumda, Q1 ısısı, metalin mekanik ve mukavemet özelliklerini ve Q2 - yalıtım tabakasının kimyasal ve dielektrik özelliklerindeki değişikliği etkilememelidir.

Akım derecesi biraz aşılsa bile, belirli bir süre sonra akım iletkeninin metalini ve yalıtımı soğutmak için elektrikli ekipmandaki voltajın kesilmesi gerekecektir. Aksi takdirde elektriksel özellikleri bozulacak ve dielektrik tabakanın bozulması veya metalin deformasyonu meydana gelecektir.

Herhangi bir elektrikli ekipman (akım kaynakları, tüketicileri, bağlantı kabloları ve sistemleri, koruyucu cihazlar dahil) belirli bir anma akımında çalışacak şekilde hesaplanır, tasarlanır ve üretilir.

Değeri yalnızca teknik fabrika belgelerinde değil, aynı zamanda elektrikli ekipmanın mahfazasında veya isim levhalarında da belirtilmiştir.

Yukarıdaki fotoğraf, elektrik fişinin imalatında damgalanarak yapılan 2,5 ve 10 amperlik mevcut değerleri açıkça göstermektedir.

Ekipmanı standardize etmek için GOST 6827-76, neredeyse tüm elektrik tesisatlarının çalışması gereken bir dizi anma akımı sunar.

Nominal akım için koruyucu cihaz nasıl seçilir

Anma akımı, elektrikli ekipmanın herhangi bir hasar görmeden uzun süreli çalışma olasılığını belirlediğinden, tüm akım koruma cihazları, aşıldığında çalışacak şekilde yapılandırılmıştır.

Uygulamada, güç devresinde çeşitli nedenlerle kısa bir süre için aşırı yük oluştuğu durumlar vardır. Bu durumda, iletkenin metalinin ve yalıtım tabakasının sıcaklığı, elektriksel özellikleri ihlal edildiğinde sınıra ulaşmak için zamana sahip değildir.

Bu nedenlerden dolayı aşırı yük bölgesi, yalnızca boyutla değil, aynı zamanda eylemin süresiyle de sınırlı olan ayrı bir bölgeye ayrılmıştır. Yalıtım tabakasının ve iletkenin metalinin kritik sıcaklık değerlerine ulaşıldığında, soğutmak için elektrik tesisatından gerilim alınmalıdır.

Bu işlevler termal aşırı yük korumaları tarafından gerçekleştirilir:

• Devre kesiciler;

• termal yayınlar.

Isı yükünü algılarlar ve belirli bir süre ile kapanmak üzere ayarlanırlar. Yükün "anlık" kesintisini gerçekleştiren korumaların ayarı, aşırı yük akımından biraz daha yüksektir. "Anlık" terimi aslında eylemi mümkün olan en kısa sürede tanımlar. Günümüzün en hızlı aşırı akım korumaları için kesinti 0,02 saniyenin hemen altında gerçekleşir.

Normal güç modunda çalışma akımı genellikle nominal değerden daha azdır.

Verilen örnekte, durum AC devreleri için analiz edilmiştir. DC gerilim devrelerinde, çalışma, anma akımı ve koruma işlemi için ayar seçimi arasındaki ilişkide temel bir fark yoktur.

Devre kesici, nominal akımda çalışacak şekilde nasıl yapılandırılır?

Endüstriyel cihazların ve ev elektrik şebekelerinin korunmasında en yaygın olanları, tasarımlarında bir araya gelen otomatik anahtarlardır:

• termal gecikmeli yayınlar;

• akım kesintisi, acil durum modunun çok hızlı kapanması.

Bu durumda, anma gerilimi ve akımı için devre kesiciler üretilir. Koruyucu cihazlar, belirli bir devrenin belirli koşullarında çalışacak şekilde boyutlarına göre seçilir.

Bu amaçla standartlar, farklı makine tasarımları için 4 tip akım-zaman karakteristiğini tanımlamaktadır. Latin harfleri A, B, C, D ile işaretlenmiştir ve 1,3'ten 14'e kadar anma akımının katları ile arızaların garantili olarak kesilmesi için tasarlanmıştır.

Ortam sıcaklığını hesaba katan zaman-akım devre kesici, belirli bir yük türü için seçilir, örneğin:

• yarı iletken cihazlar;

• aydınlatma sistemleri;

• karışık yüklere ve orta derecede ani akımlara sahip devreler;

• yüksek aşırı yük kapasiteli devreler.

Geçerli zaman özelliği, resimde gösterildiği gibi üç veya iki (ortası olmadan) hareket bölgesinden oluşabilir.

Nominal akımın tanımı makine gövdesinde bulunabilir. Resimde, 100 amper değeriyle etiketlenmiş bir anahtar gösterilmektedir.

Bu, anma akımından (100 A) değil, fazlalığından çalışacağı (kapanacağı) anlamına gelir. Makinenin kesicisi 3,5'in katına ayarlanırsa, 100×3,5 = 350 amper veya daha fazla bir akımın zaman gecikmesi olmadan durdurulacağını varsayalım.

Termal bırakma 1,25'in katına ayarlandığında, 100×1,25 = 125 amper değerine ulaşıldığında, bir süre sonra, örneğin bir saat sonra açma gerçekleşir. Bu durumda devre bu süre boyunca aşırı yük ile çalışacaktır.

Koruma sıcaklığı rejiminin sürdürülmesiyle ilgili diğer faktörlerin de makinenin kapanma süresini etkilediği akılda tutulmalıdır:

• Çevre koşulları;

• panonun ekipmanla doluluk derecesi;

• harici kaynaklardan ısıtma veya soğutma imkanı.

Kablolama ve devre kesici nasıl derecelendirildi?

Korumaların ve iletkenlerin ana elektriksel parametrelerini belirlemek için bunlara uygulanan yük dikkate alınmalıdır. Bunu yapmak için, işe ilişkin cihazların çalışma katsayıları dikkate alınarak nominal gücüne göre hesaplanır.

Örneğin, mutfakta bulunan ve normal modda toplam 5660 watt güç tüketen (anahtarlama frekansı dikkate alınarak) çıkış grubuna bir bulaşık makinesi, bir multicooker, bir elektrikli fırın ve bir mikrodalga fırın bağlanır.

Ev ağının nominal voltajı 220 volttur. Gücü gerilime bölerek iletkenlerden ve koruyucu cihazlardan geçecek yük akımını belirleyin. ben = 5660/220 = 25,7 A.

Daha sonra, elektrikli ekipman için bir dizi anma akımı içeren bir tabloya bakıyoruz, böyle bir akım için devre kesicisi yok. Ancak üreticiler 25 amperlik makineler üretiyor. Değeri hedeflerimize en yakın olanıdır. Bu nedenle, çıkış grubunun kablolama tüketicileri için bir koruma cihazının temeli olarak seçiyoruz.

Ardından, tellerin malzemesine ve kesitine karar vermemiz gerekiyor. Bakırı temel alalım, çünkü alüminyum kablolama, evsel amaçlar için bile, özellikleri nedeniyle artık popüler değil.

Elektrikçi kılavuzları, akım yüklemesi için çeşitli malzemelerden iletkenleri seçmek için tablolar içerir. Kablolamanın duvar oluğuna gizlenmiş ayrı bir PE yalıtımlı kablo ile yapıldığını dikkate alarak durumumuzu ele alalım. Sıcaklık sınırlarının oda koşullarına karşılık geldiği varsayılır.

Tablo bize, bizim durumumuz için standart bir bakır telin izin verilen minimum kesitinin 4 mm kare olduğu bilgisini sağlayacaktır. Daha az alamazsınız, ancak artırmak daha iyidir.

Bazen, zaten çalışan kablolama için bir koruma derecesi seçmede bir sorun vardır. Bu durumda, tüketici ağının yük akımını bir elektrikli ölçüm cihazı ile belirlemek ve yukarıdaki teorik yöntemle hesaplananla karşılaştırmak tamamen haklıdır.

Bu nedenle, "nominal akım" terimi, elektrikçilerin elektrikli ekipmanın teknik özelliklerinde gezinmesine yardımcı olur.