זרם נקוב: הגדרה כללית, בחירת מפסק וחיווט

אם אתה צריך לבחור מפסק ללוח החשמל, תחילה עליך ללמוד את המאפיינים שלו. חשוב לדעת מה יהיה העומס עליו. המאפיין הבסיסי ביותר שעל פיו הם מודרכים בעת רכישת מכשיר זה הוא הזרם המדורג. היא זו שמצוינת על גוף המפסק במספרים ובאותיות גדולות.

העיקרון של קביעת המדד הנומינלי

מילון ההסבר של השפה הרוסית של האקדמאי Yzhegov מסביר את המשמעות של המילה "נומינלי", כפי שמיועדת, שמה, אך לא ממלאת את חובותיה, מינוי, כלומר פיקטיבי.

הגדרה זו מסבירה בצורה מדויקת למדי את המונחים החשמליים של מתח מדורג, זרם והספק. נראה שהם שם, מוקצים ומוגדרים, אבל למעשה משמשים רק כהנחיות לחשמלאים. ביטויים מספריים בפועל של פרמטרים אלה במציאות שונים מהערכים שהוקצו.

לדוגמא, כולנו מכירים רשת חד פאזית משתנה במתח של 220 וולט, הנחשבת נומינלית. למעשה, הערך שלו לפי GΟST יכול להגיע רק לגבול העליון של 252 וולט. כך עובד התקן הממלכתי.

ניתן לראות את אותה תמונה עם הזרם המדורג.

הבסיס לבחירת ערכו נלקח לחימום התרמי המרבי האפשרי של מוליכים חשמליים (כולל הבידוד שלהם), שחייבים לפעול בצורה מהימנה תחת עומס למשך זמן בלתי מוגבל. בזרם נקוב, נשמר איזון תרמי בין:

• חימום מוליכים מהשפעת הטמפרטורה של מטענים חשמליים, המתואר על ידי פעולת חוק ג'ול-לנץ;
• קירור עקב הוצאת חלק מהחום לסביבה.

במקרה זה, החום Q1 לא אמור להשפיע על המאפיינים המכניים והחוזקים של המתכת, ו-Q2 - על השינוי בתכונות הכימיות והדיאלקטריות של שכבת הבידוד.

אפילו עם עודף קל של ערך הזרם הנומינלי, לאחר פרק זמן מסוים, יהיה צורך להסיר את המתח מהציוד החשמלי כדי לקרר את המתכת של מוביל הזרם והבידוד. אחרת, התכונות החשמליות שלהם יופרו ויתרחש התמוטטות של השכבה הדיאלקטרית או עיוות של המתכת.

כל ציוד חשמלי (כולל מקורות כוח, הצרכנים שלהם, חוטי חיבור ומערכות, התקני הגנה) מחושב, מתוכנן ומיוצר לפעולה בשיעור נומינלי מסוים נוֹכְחִי. ערכו מצוין לא רק בתיעוד הטכני של המפעל, אלא גם על הגוף או לוחיות השם של ציוד חשמלי.

התמונה לעיל מציגה בבירור את ערכי הזרם הנומינליים של 2.5 ו- 10 אמפר, הנעשים על ידי הטבעה בייצור תקע חשמלי. על מנת לתקן את הציוד, GOST 6827-76 הציב ערכים רבים של זרמים מדורגים שבהם כמעט כל המתקנים החשמליים צריכים לפעול.

בחירת מתקן הגנה

מכיוון שהזרם המדורג קובע את האפשרות של פעולה ארוכת טווח של ציוד חשמלי ללא כל נזק, אז כל התקני ההגנה לזרם מוגדרים לפעול כאשר חורגים ממנו.

בפועל, מצבים נפוצים למדי כאשר עומס יתר מתרחש לתקופה קצרה במעגל אספקת החשמל מסיבות שונות. במקרה זה, הטמפרטורה של המתכת של המנצח ושכבת הבידוד אין זמן להגיע לגבול כאשר המאפיינים החשמליים שלהם מופרים.

מסיבות אלה, אזור עומס יתר מוקצה לאזור נפרד, אשר מוגבל לא רק על ידי הגודל, אלא גם על ידי משך הפעולה. כאשר מגיעים לערכי הטמפרטורה הקריטיים של שכבת הבידוד והמתכת של המוליך, יש להסיר את המתח מהמתקן החשמלי כדי לקררו. פונקציות אלה מבוצעות על ידי מה שנקרא הגנת עומס יתר תרמית:

• מפסקי פחת;
• שחרורים תרמיים.

הם קולטים את עומס החום ומוגדרים לכיבוי עם עיכוב זמן מסוים. הגדרת ההגנות המבצעות ניתוק "מיידי" של העומס גבוהה מעט מזרם עומס היתר. המונח "מיידי" למעשה מגדיר את הפעולה בפרק הזמן הקצר ביותר האפשרי. עבור ההגנות המהירות ביותר של זרם יתר של ימינו, הניתוק מתבצע בזמן מעט פחות מ-0.02 שניות.

זרם ההפעלה במצב אספקה ​​רגיל הוא לרוב פחות מהערך הנומינלי.

בדוגמה הנתונה, המקרה מנותח עבור מעגלי AC. במעגלי מתח DC, אין הבדל מהותי ביחס בין הזרם ההפעלה, הנקוב ובחירת ההגדרות לפעולת ההגנה.

מפסקי פחת

המאפיין העיקרי של המפסק הוא הזרם המדורג. בהגנה על מכשירים תעשייתיים ורשתות חשמל ביתיות, הם הנפוצים ביותר. מתגים כאלה משלבים בעיצובם:

• שחרורים תרמיים מושהים בזמן;
• ניתוק זרם, ניתוק מהיר מאוד של מצב החירום.

במקביל, מיוצרים מתגים אוטומטיים עבור זרם נקוב ומתח. לפי גודלם, התקני הגנה נבחרים לפעולה בתנאים הספציפיים של מעגל מסוים.

לשם כך, התקנים מגדירים 4 סוגים של מאפייני זרם זמן עבור עיצובים שונים של מכונות. הם מסומנים באותיות הלטיניות A, B, C, D ונועדו להבטיח כיבוי של תקלות עם ריבוי זרם נקוב בין 1.3 ל-14.

המפסק, על פי מאפיין זרם הזמן, תוך התחשבות בטמפרטורה של סביבתו, נבחר עבור סוג מסוים של עומס, לדוגמה:

• התקני מוליכים למחצה;
• מערכות תאורה;
• מעגלים עם עומסים מעורבים וזרמי פריצה מתונים;
• שרשראות עם כושר עומס יתר גבוה.

מאפיין הזמן-זרם יכול להיות מורכב משלושה אזורי פעולה, כפי שמוצג בתמונה, או שניים (ללא האמצע).

את ייעוד הזרם המדורג ניתן למצוא על גוף המכונה. התמונה מציגה מתג המסומן עם ערך של 100 אמפר.

המשמעות היא שהוא יפעל (יתנתק) לא מהזרם הנקוב (100 A), אלא מהעודף שלו. לדוגמה, אם הניתוק של המכונה מוגדר לריבוי של 3.5, אז זרם של 100x3.5 = 350 אמפר או יותר ייעצר על ידה ללא עיכוב זמן.

כאשר השחרור התרמי מוגדר לריבוי של 1.25, אז כאשר מגיעים לערך של 100x1.25 = 125 אמפר, הכיבוי יתרחש לאחר זמן מה, למשל, שעה אחת. במקרה זה, המעגל יעבוד עם עומס יתר במהלך תקופה זו.

יש לזכור כי האחר גורמים הקשורים לשמירה על משטר הטמפרטורה של ההגנה:

• תנאים סביבתיים;
• מידת מילוי המרכזייה בציוד;
• אפשרות של חימום או קירור ממקורות זרים.

תכונות של חיווט חשמלי

כדי לקבוע את הפרמטרים החשמליים העיקריים של הגנות וחוטים, יש לקחת בחשבון את העומס המופעל עליהם. לשם כך, הוא מחושב לפי ההספק הנקוב של המכשירים המחוברים לפעולה, תוך התחשבות במקדם העסקתם.

לדוגמה, מדיח כלים, סיר רב כיריים, תנור חשמלי ותנור מיקרוגל, שצורכים הספק כולל במצב רגיל של 5660 וואט (בהתחשב תדירות הכלולים).

המתח הנקוב של הרשת הביתית הוא 220 וולט. יש לקבוע את זרם העומס שיעבור דרך החוטים והתקני המגן על ידי חלוקת ההספק במתח. I = 5660/220 = 25.7 A.

לאחר מכן, עליך להסתכל בטבלה של מספר זרמים מדורגים עבור ציוד חשמלי. אין לו מפסק לזרם כזה. אבל יצרנים מייצרים מכונות עבור 25 אמפר. הערך שלו הוא הכי קרוב ליעדים שלנו. לכן, יש לקחת אותו כבסיס להתקן מגן לחיווט צרכני קבוצת השקע.

לאחר מכן, אתה צריך להחליט על החומר של החוטים ואת החתך. קח נחושת כבסיס, שכן חיווט אלומיניום, אפילו למטרות ביתיות, כבר לא פופולרי בגלל הביצועים שלו.

ספרי חשמלאים מכילים טבלאות לבחירת חוטים מחומרים שונים לעומס זרם. קח את המקרה הזה, תוך התחשבות בעובדה שהחיווט מתבצע עם כבל נפרד מבודד PE החבוי בחריץ הקיר. קח מגבלות טמפרטורה המתאימות לתנאי החדר.

הטבלה תספק מידע שהחתך המינימלי המותר של חוט נחושת סטנדרטי עבור המקרה שלנו הוא 4 מ"מ ריבוע. אתה לא יכול לקחת פחות, אבל עדיף להגדיל את זה.

לפעמים מתעוררת הבעיה של בחירת דירוג ההגנה עבור חיווט שכבר עובד. במקרה זה, זה די מוצדק לקבוע את זרם העומס של רשת הצרכנים עם כלי מדידה חשמלי ולהשוות אותו לזה שחושב בשיטה התיאורטית לעיל.

בדרך זו, המונח "זרם מדורג" עוזר לחשמלאים לנווט בין המאפיינים הטכניים של ציוד חשמלי.