电气工程中的标称电流是多少

奥热戈夫院士的《俄语解释词典》对“名义”一词的含义进行了解释,如指定、命名,但不履行职责、任用,即虚构。

这个定义非常准确地解释了额定电压、电流和功率等电气术语。它们似乎在那里,定义和定义,但实际上只是作为电工的指南。这些参数的实际数值表达与设定值实际上不同。

例如,我们都熟悉电压为 220 伏特的交流单相网络,这被认为是标称电压。事实上,它根据 GOST 的值只能达到 252 伏的上限。这就是国家标准的运作方式。

在额定电流下可以看到相同的图片。

标称电流的确定原则

作为选择其值的基础,电线的最大可能发热,包括它们的绝缘,必须在负载下无限时间可靠地工作。

在额定电流下,在以下各项之间保持热平衡:

  • 根据焦耳-楞次定律的作用,通过电荷的温度效应加热电线;

  • 由于将部分热量排放到环境中而冷却。

载流导体的热平衡

在这种情况下,热量 Q1 不应影响金属的机械和强度特性,而 Q2 — 影响绝缘层的化学和介电特性的变化。

即使略微超过额定电流,在一定时间后也需要从电气设备上移除电压,以冷却电流导体的金属和绝缘体。否则,它们的电气性能将受到损害,并且会发生介电层击穿或金属变形。

任何电气设备(包括电流源、其消费者、连接线和系统、保护装置)都经过计算、设计和制造,以在特定额定电流下运行。

它的价值不仅体现在技术工厂文件中,还体现在电气设备的外壳或铭牌上。

电气设备外壳上标示额定电流的示例

上面的照片清楚地显示了 2.5 和 10 安培的额定电流,它们是在电插头制造过程中通过冲压制成的。

为了使设备标准化,GOST 6827-76 引入了一些额定电流,几乎所有电气装置都必须在这些额定电流下运行。

一些电气设备的额定电流

额定电流保护装置如何选择

由于额定电流决定了电气设备长期运行而不受任何损坏的可能性,因此所有电流保护装置都配置为在超过额定电流时工作。

在实践中,经常会出现由于各种原因导致电源电路在短时间内出现过载的情况。在这种情况下,导体金属和绝缘层的温度在违反其电气特性时没有时间达到极限。

额定电流正弦波的取值及保护参数的选择

由于这些原因,过载区被划分为一个单独的区域,这不仅受到大小的限制,还受到动作持续时间的限制。当达到绝缘层和导体金属的临界温度值时,必须移除电气装置的电压以使其冷却。

这些功能由热过载保护执行:

  • 断路器;

  • 热释放。

他们感知热负荷并调整以在特定时间关闭。执行负载“瞬时”中断的保护设置略高于过载电流。 “瞬时”一词实际上定义了在尽可能短的时间内执行的操作。对于当今最快的过流保护,中断时间不到 0.02 秒。

正常功率模式下的工作电流通常小于标称值。

在给定的示例中,针对交流电路分析了案例。在直流电压电路中,工作电流、额定电流和保护操作设置选择之间的关系没有根本区别。

断路器如何配置以在额定电流下运行

在工业设备和家用电网的保护中,最常见的是自动开关,它们在设计中结合了:

  • 热延迟释放;

  • 电流中断,非常快速地关闭紧急模式。

在这种情况下,断路器是为额定电压和电流制造的。保护器件是根据其在一定电路的特定条件下工作的大小来选择的。

为此,标准为不同的机器设计定义了 4 种类型的电流-时间特性。它们用拉丁字母 A、B、C、D 标记,设计用于保证在 1.3 到 14 的倍数额定电流的故障下断开。

时间-电流断路器,考虑到环境温度,是为某类负载选择的,例如:

  • 半导体装置;

  • 照明系统;

  • 具有混合负载和中等浪涌电流的电路;

  • 具有高过载能力的电路。

断路器时间-电流特性的形成原理

当前时间特性可以由三个作用区组成,如图所示,或两个(没有中间)。

额定电流的名称可以在机器外壳上找到。图片显示了一个标有 100 安培额定值的开关。

这意味着它不会在额定电流 (100 A) 下工作(关闭),而是在超出额定电流时工作(关闭)。假设如果机器的灭弧室设置为3.5的倍数,那么100×3.5 = 350安培或更大的电流将被它无延时地停止。

当热释放设置为 1.25 的倍数时,当达到 100×1.25 = 125 安培的值时,跳闸将在一段时间后发生,例如一小时。在这种情况下,电路将在此期间过载运行。

应该记住,与维护保护温度范围相关的其他因素也会影响机器停机时间:

  • 环境条件;

  • 配电盘的设备填充程度;

  • 从外部来源加热或冷却的可能性。

接线和断路器的额定值如何?

要确定保护装置和导体的主要电气参数,必须考虑施加到它们的负载。为此,根据与工作相关的设备的标称功率进行计算,同时考虑到它们的就业系数。

例如,洗碗机、多功能电饭煲、电烤箱和微波炉连接到位于厨房的输出组,其在正常模式下的总功耗为 5660 瓦(考虑到开关频率)。

家庭网络的标称电压为 220 伏。通过将功率除以电压来确定将流过导体和保护装置的负载电流。 I = 5660/220 = 25.7 A。

接下来,我们看一张表,里面有一些电器设备的额定电流,它并没有针对这种电流的断路器。但是制造商生产 25 安培的机器。它的值最接近我们的目标。因此,我们选择它作为插座组接线消费者保护装置的基础。

接下来,我们需要决定电线的材料和横截面。让我们以铜为基础,因为铝线,即使是家庭用途,由于其特性也不再流行。

电工手册包含用于为电流负载选择各种材料的导体的表格。让我们以我们的案例为例,考虑到布线是使用隐藏在墙槽中的单独 PE 绝缘电缆完成的。假定温度限制对应于室内条件。

该表将为我们提供的信息是,对于我们的案例,标准铜线的最小允许横截面为 4 平方毫米。你不能少吃,但最好多吃。

有时在为已经工作的线路选择保护等级时会出现问题。在这种情况下,完全有理由用电气测量仪器确定用户网络的负载电流,并将其与上述理论方法计算的值进行比较。

因此,术语“额定电流”有助于电工了解电气设备的技术特性。

我们建议您阅读:

为什么电流是危险的?