Меню

Что такое номинальный ток как работает

Что такое номинальный ток: определение и правила расчета

Фото 1

Важнейшая характеристика любого электрического устройства — номинальный ток (Iн).

С учетом его величины подбирают сечение токоведущих жил и автоматы защиты. Ниже речь пойдет о способах определения Iн и о том, как эта величина в дальнейшем используется.

Что это такое?

Iн (по ПУЭ — допустимый длительный ток) — это максимальная сила тока, допускающая сколь угодно работу электроустройства, не ограниченную во времени, то есть не приводящая к перегреву его токоведущих частей.

При протекании Iн соблюдаются два условия:

Фото 2

  1. уравновешиваются выделение тепла в проводниках и его отвод в окружающее пространство;
  2. выделяемое тепло не вызывает нарушения механических и химических свойств материалов, необходимых для работы устройства.

При превышении номинальной величины наблюдается дисбаланс в пользу выделения тепла: возрастает температура токопроводящих частей с последующим расплавлением изоляции.

Это чревато возгоранием и коротким замыканием. Металлические элементы теряют прочность и деформируются. Все составляющие системы электроснабжения, от генератора или источника тока до потребителя — при проектировании рассчитываются на определенный Iн. Это относится не только к устройствам, но и к проводам, соединительным элементам и пр.

Величина Iн указана в паспорте оборудования. Также этот параметр наряду с другими наиболее важными, часто проставляют на корпусе или шильдике устройства. Наиболее предпочтительны: 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3 А и кратные им.

Фото 3

Помимо приведенных в нормативном документе значений, допускается использовать:

  • для трансформаторов: 15, 30, 60, 75, 120 А и кратные им;
  • для существующих устройств (по договоренности между заказчиком и изготовителем): 1400, 2240 А;
  • для преобразователей и трансформаторов для них (также по договоренности между изготовителем и заказчиком): 37,5, 75 и 150 кА.

Принцип определения

Iн для жил проводов и кабелей определяют по таблицам “Правил устройства электроустановок”, справочников и прочей специализированной литературы, в них учитываются:

Фото 4

  1. материал проводника (в основном указываются данные для меди и алюминия). Металлы и сплавы имеют разное сопротивление, а от него зависит баланс между выделением тепла (Q = I 2 * R, где I — сила тока, R — электросопротивление проводника) и его отводом;
  2. площадь поперечного сечения жилы: от этого также зависит величина R;
  3. способ прокладки (открыто или в канале), число жил в кабеле и материал изоляции.

Для вычисления площади поперечного сечения жилы, измеряют штангенциркулем ее диаметр D, затем производят расчет по формуле: S = (3.14 * D 2 ) / 4. Определив номинальный ток провода, сопоставляют его с номинальным током нагрузки.

Если последний окажется больше, берут провод с большей площадью сечения жил. Для определения номинального тока нагрузки, если таковая не указана на информационной табличке, необходимо знать формулы.

Формула расчета

Номинальный ток потребителей с активным сопротивлением (лампы накаливания, электрочайники, бойлеры и обогреватели) определяется из формулы расчета мощности: W = U * I, отсюда: I = W / U

Для однофазной сети U = 220 В, следовательно, номинальный ток 60-ваттной лампы составляет: I = 60 / 220 = 0,27 А Аналогично рассчитывают номинальный ток предохранителя — на его корпусе также указывается мощность.

Номинальный ток группы потребителей рассчитывают с учетом коэффициента неодновременности “к”. Такой подход обусловлен тем, что приборы никогда не работают одновременно в течение продолжительного периода.

К примеру, если на кухне имеются следующие электроприборы:

Фото 5

  • плита: 2000 Вт;
  • чайник: 1500 Вт;
  • микроволновка: 800 Вт;
  • кофеварка: 1000 Вт.

И коэффициент неодновременности принят равным к = 0,7 (устанавливается для разных ситуаций нормативными документами), то номинальный ток группы потребителей составит: I = (2000 + 1500 + 800 + 1000) * 0,7 / 220 = 3710 / 220 = 16,86 А.

Несколько сложнее определяется номинальный ток потребителей с индуктивным сопротивлением, основную часть которых составляют трансформаторы (блоки питания, стабилизаторы) и электродвигатели (холодильник, пылесос и пр.).

Полная потребляемая электрическая мощность Wпол в техдокументации на оборудование не указывается — только механическая на валу двигателя (ГОСТ Р 52776-2007, п. 5.5.3.).

Чтобы определить Wпол, следует обратить внимание на два параметра, приводимые на шильдике:

Фото 6

  • коэффициент полезного действия (КПД). Параметр, характеризующий величину потерь на трение в подшипниках, перемагничивание магнитопровода и прочее. Представляет собой отношение выходной мощности Wвых (именно ее указывают в паспорте) к активной мощности Wа: n = Wвых / Wа;
  • cosϕ определяет долю активной мощности Wа в полной потребляемой мощности Wпол. В потребителях со всевозможными катушками (обмотки двигателей, трансформаторов и т.д.) часть мощности (реактивная) тратится на преодоление индуктивного сопротивления. Суть этого явления состоит в возникновении ЭДС самоиндукции, направленной против тока. Поскольку cosϕ = Wа / Wпол, то Wпол = Wа / cosϕ.

Таким образом, полная потребляемая мощность Wпол при известной выходной мощности Wвых определяется по формуле: Wпол = Wвых / (КПД * cosϕ). Выходную мощность Wвых принято измерять в привычных ваттах (Вт), а полную Wпол, чтобы не было путаницы, — в вольт-амперах (ВА).

К примеру, на шильдике компрессора холодильника указаны такие характеристики:

  • мощность: 2 кВт;
  • КПД: 0,85;
  • cosϕ: 0,8.

Значит, полная потребляемая мощность составит: Wпол = 2 000 / (0,85 * 0,8) = 2941 ВА. Тогда потребляемый холодильником номинальный ток составит: I = Wпол / 220 = 2941 / 220 = 13,4 А. В случае с 3-фазным двигателем Iн определяют так: I = Wпол / (1,73 * U).

Фото 7

Трёхфазная система электроснабжения

Читайте также:  В голове как будто проходит ток что это

Wпол рассчитывается так же, как для однофазного, напряжение U принимается равным:

  • при подключении к 3-фазной сети: U = 380 В;
  • к 1-фазной – U = 220 В.

Выбор автоматов защиты

Поскольку возрастание силы тока свыше номинального значения (перегрузка) влечет за собой нарушения в работе устройств, на этот случай требуется предусмотреть обесточивание цепи.

Задачу выполняют такие аппараты защиты:

Фото 8

  • предохранители: содержат легкоплавкую вставку — при перегреве она расплавляется и цепь размыкается;
  • выключатели автоматические (ВА).

ВА состоит из двух частей:

  1. тепловой расцепитель. Биметаллическая пластина, размыкающая контакты при нагреве. Время срабатывания может составлять десятки минут;
  2. электромагнитный расцепитель (катушка с соленоидом). Срабатывает практически мгновенно (0,02 с) при достижении силой тока определенного значения.

Порог срабатывания электромагнитного расцепителя для разных потребителей также требуется индивидуальный. Некоторые выходят из строя даже при самой незначительной перегрузке, другие выдерживают 14-кратное превышение Iн. Потому выпускают 4 класса ВА, отличающиеся настройкой электромагнитного приспособления размыкания цепи (уставка тока отсечки): A, B, C и D.

Класс подбирается соответственно виду потребителей:

Фото 9

  1. полупроводниковые элементы. Класс А, наиболее чувствительный: ток отсечки — в 2 раза выше номинального;
  2. розетки, осветительные цепи и прочие, где пусковые токи отсутствуют или невелики. Класс В: ток отсечки — в 3 раза больше номинального;
  3. вводные устройства бытовых электросетей. Класс С: ток отсечки — в 5 раз выше номинального. Такие ВА в одиночку не применяются: они обеспечивают безопасность сети в целом, тогда как каждая группа (розетки, освещение) дополнительно защищается ВА класса В. То есть ВА класса С страхует автоматы класса В, но при этом в случае перегрузки в одной из групп вся сеть не обесточивается (селективность);
  4. вводные устройства сетей зданий и сооружений, цепи с большими пусковыми токами (в качестве потребителей выступают электродвигатели). Класс D: ток отсечки — в 10 раз выше номинального. На вводе в здание такой ВА также играет роль селективного — страхует автоматы защиты на этажах и в отдельных помещениях.

При перегрузке менее уставки тока отсечки по цепи какое-то время протекает ток свыше номинального (до срабатывания теплового расцепителя).

Это учитывают, например, при выборе УЗО, официально именуемого «выключателем дифференциального тока». Это еще один аппарат защиты, обесточивающий цепь при обнаружении утечки тока и предотвращающий тем самым электротравму пользователя.

Номинальные токи разных устройств

Вот какой ток потребляют некоторые приборы:

  1. электроплита: мощность — от 1,2 до 6 кВт, cosϕ = Номинальный ток: от 1200 / 220 = 5,45 А до 6000 / 220 = 27,25 А;
  2. обогреватель: 0,5 – 2 кВт, cosϕ = 1. Ток — от 2,3 А до 9,2 А;
  3. пылесос: 0,5 – 2 кВт, cosϕ = 0,9. Ток: от 500 / (220 * 0,9) = 2,52 А до 2000 / (220 * 0,9) = 10,1 А;
  4. утюг: 1–2 кВт, cosϕ = 1. Ток: 4,6–9,2 А;
  5. фен для волос: 0,6–2 кВт, cosϕ = 1. Ток: 2,76–9,2 А;
  6. телевизор: 0,1–0,4 кВт, cosϕ = 1. Ток: 0,46–1,84 А.

Видео по теме

О расчете номинального тока автоматических выключателей в видео:

Без понимания значения номинального тока невозможно правильно не только проектировать, но и эксплуатировать электросеть.

Важно помнить, что превышение силы тока в проводах сверх номинальной при отсутствии или ошибочном выборе автоматов защиты, может повлечь за собой пожар или выход из строя оборудования. Пример — импортные котлы и газовые колонки, в которых при скачках напряжения перегорают платы.

Источник



Номинальный ток

Номинальный ток — наибольший допустимый по условиям нагрева токопроводящих частей и изоляции ток, при котором оборудование может работать неограниченно длительное время.

Номинальный ток является одним из основных параметров практически любого электрооборудования (выключателей, трансформаторов, ЛЭП, шин и т.д.) и указывается в его паспорте.

В ПУЭ используется термин допустимый длительный ток [1] для выбора сечений проводников по нагреву.

Ряд номинальных токов электрооборудования, А (по ГОСТ 6827-76).

0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10 100 1000 10 000 (11 200) 100 000 (112 000)
0,0012 0,012 0,12 1,25 12,5 125 1250 12 500 (14 000) 125 000 (140 000)
0,0016 0,016 0,16 1,6 16 160 1600 16 000 (18 000) 160 000 (180 000)
0,0002 0,002 0,02 0,2 2,0 20 200 2000 20 000 (22 500) 200 000 (225 000)
0,0025 0,025 0,25 2,5 25 250 2500 25 000 (28 000) 250 000
0,0003 0,003 0,03 0,3 3,15 31,5 315 3150 31 500 (35 500)
0,0004 0,004 0,04 0,4 4,0 40 400 4000 40 000 (45 000)
0,0005 0,005 0,05 0,5 5,0 50 500 5000 50 000 (56 000)
0,0006 0,006 0,06 0,6 6,3 63 630 6300 63 000 (71 000)
0,0008 0,008 0,08 0,8 8,0 80 800 8000 80 000

1. Настоящий ряд распространяется на электрооборудование и приемники электрической энергии, для которых основным параметром является номинальный ток.

2. По согласованию между потребителем и изготовителем допускается применение токов 37 500, 75 000 и 150 000 А для преобразовательных агрегатов и предназначенных для них трансформаторов.

3. Значения токов, указанные в скобках, в новых разработках не применяются.

Читайте также:  Как построить действующее значение тока

4. Для существующего электрооборудования по согласованию между потребителем и изготовителем допускается применять токи 1400 и 2240 А.

5. Из перечисленных в таблице значений токов предпочтительными являются следующие: 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3 А, а также десятичные кратные и дольные значения этих токов.

6. Для трансформаторов тока допускается принимать кроме указанных в таблице также следующие значения токов: 15; 30; 60; 75; 120 А, а также десятичные кратные значения этих токов.

См. также

Примечания

Ссылки

  • Правила устройства электроустановок. Издание 6. Проверено 2 ноября 2012.
  • ГОСТ 6827-76. Проверено 2 ноября 2012.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Номинальный ток» в других словарях:

номинальный ток — Ток, указанный изготовителем на приборе Примечание. Если ток для прибора не указан, то номинальный ток равен: для нагревательных приборов – току, рассчитанному по номинальной потребляемой мощности и номинальному напряжению; для… … Справочник технического переводчика

НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК — ток при нормальном напряжении или при нижнем пределе номинального диапазона напряжения, указанный для машины изготовителем … Российская энциклопедия по охране труда

номинальный ток (св.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN rated current … Справочник технического переводчика

номинальный ток — 3.18 номинальный ток (rated current): Ток, установленный для выключателя изготовителем. Источник: ГОСТ Р 51324.1 2005: Выключатели для бы … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

номинальный ток — vardinė srovė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. current rating; nominal current; rated current vok. Nennstrom, m rus. номинальный ток, m pranc. courant assigné, m; courant de consigne, m; courant nominal, m ryšiai: sinonimas –… … Automatikos terminų žodynas

номинальный ток — vardinė srovė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Srovės stipris, pagal kurį nustatomos kai kurios transformatorinio skaitiklio charakteristikos. atitikmenys: angl. rated current vok. Nennstrom, m rus. номинальный ток, m… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

номинальный ток — vardinė srovė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. nominal current; rated current vok. Nennstrom, m rus. номинальный ток, m pranc. courant assigné, m; courant nominal, m … Fizikos terminų žodynas

номинальный ток предохранителя — определяется номинальным током установленной в нем плавкой вставки. [ГОСТ 17242 86] номинальный ток предохранителя (In) Номинальный ток срабатывания предохранителя, указанный изготовителем. ГОСТ Р 51330.10 99 (МЭК 60079 11 99) Номинальный ток… … Справочник технического переводчика

Номинальный ток нагрузки — указанное изготовителем значение тока, которое УЗО Д может пропускать в продолжительном режиме работы. Источник: НПБ 243 97*: Устройства защитного отключения. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний Смотри также родственные термины … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

номинальный ток Iном — Ток, протекающий через линейный вывод обмотки и определяемый номинальной мощностью Sном, В·А, и номинальным напряжением Uном, В, обмотки (МЭС 421 04 05). Примечания 1 Для трехфазной обмотки номинальный ток Iном, А, определяют по формуле… … Справочник технического переводчика

Источник

Номинальный ток.

Максимально возможный тепловой нагрев электрических проводников (включая их изоляцию), которые под нагрузкой должны надежно работать на протяжении неограниченно долгого времени, взят за основу выбора величины номинального тока.

Поддерживается тепловой баланс при номинальном токе:

— от температурного воздействия электрических зарядов нагревом проводников;

— охлаждением за счет отвода в окружающую среду части тепла.

Номинальный ток.

При этом влияние на прочностные и механические характеристики металла, не должно оказывать тепло Q1, а на измерение диэлектрических и химических свойств слоя изоляции — Q2.

Через какой-то промежуток времени, даже если номинальный ток немного превысит норму, для охлаждения изоляции и токовода потребуется снимать напряжение с электрооборудования. В противном же случае произойдет нарушение электротехнических свойств и возникнет деформация металла или пробой диэлектрического слоя.

Под работу при определенном значении номинального тока проектируется, рассчитывается и изготавливается любой вид электрического оборудования.

Не только в заводской технической документации указывается его величина, но также на корпусе либо шильдиках электрооборудования.

Номинальный ток.

Величины номинального тока 2,5 и 10 ампер четко видны на показанной картинке, которые при изготовлении электрической вилки выполнены методом штамповки.

Целый ряд значений номинальных токов введен в действие ГОСТом 6827-76 с целью стандартизации оборудования, при этих значениях осуществлять работу должны практически все электроустановки.

Номинальный ток.

Выбор защитного устройства по номинальному току.

Поскольку возможность длительной работы электрооборудования без любого рода повреждений определяет номинальный ток, то по нему настраиваются на срабатывание по его превышению все защитные устройства.

Очень часто на практике можно встретить ситуации, когда в схеме питания возникает перегрузка на непродолжительное время по различным причинам.

Температура слоя изоляции и металла проводника при этом не успевает достигнуть того предела, когда произойдет нарушение их электротехнических свойств.

Номинальный ток.

Выделена зона перегруза по этим причинам в отдельную область, которая не только величиной ограничивается, но также продолжительностью действия. Когда будут достигнуты критические температурные значения металла проводника и слоя изоляции, для охлаждения электроустановки с нее должно сниматься напряжение.

Защиты от перегруза, которые работают по термическому принципу выполняют эти функции:

Читайте также:  Ток для электрода 2 мм сколько

Эти устройства воспринимают тепловую нагрузку и с определенной выдержкой времени настраиваются на ее отключение. Чуть выше тока перегрузки лежит уставка защит, выполняющих «мгновенную» отсечку нагрузки. На самом деле понятие «мгновенная» определяет действие за минимально возможный промежуток времени, за время чуть меньшее чем 0,02 секунды, выполняется отсечка защит для самых быстрых современных токовых защит.

Чаще всего в обычном режиме питания рабочий ток меньше номинального по своей величине.

В приведенном примере случай разобран для схем переменного тока. Для работы защит нет принципиального отличия соотношений между номинальным, рабочим током и выбором уставок в цепях постоянного напряжения.

Настройка автоматического выключателя для работы по номинальному току.

Наибольшее распространение в защитах бытовых электросетей и промышленных устройств получили автоматические выключатели, совмещающие в своей конструкции:

— работающие с выдержкой времени тепловые расцепители;

— отключающую очень быстро аварийный режим токовую отсечку.

Изготавливаются при этом автоматические выключатели на номинальный ток и напряжение, для работы в конкретных условиях определенной схемы по их величине выбираются защитные устройства.

Чтобы это выполнить определяются стандартами для разных конструкций автоматов 4 типа времятоковых характеристик. Обозначаются они латинскими буквами А, В, С, D и для гарантированного отключения аварий созданы с кратностью тока номинального режима от 1,3 до 14.

По времятоковой характеристике автоматический выключатель подбирается под определенный тип нагрузки, с учетом температуры окружающей его среды, например:

— цепи, имеющие большую перегрузочную способность;

— схемы с умеренными пусковыми токами и смешанными нагрузками.

Номинальный ток.

Из трех зон может состоять время токовая характеристика, показывается на рисунке, или же из двух зон (без средней).

На корпусе автомата можно увидеть обозначение номинального тока. На рисунке показывается выключатель, обозначена на котором величина 100 ампер. Означает это, что произойдет его срабатывание (отключение) не от номинального тока (100 А), а от его превышения.

Если предположить, что отсечка автомата настроена на кратность 3,5, то номинальный ток величиной 100х3,5=350 ампер и больше будет без выдержки времени ею остановлен.

Когда же на кратность 1,25 настроен тепловой расцепитель, то отключение произойдет через какое-то время (например, один час) при достижении значения 100х1,25=125 ампер, а схема будет этот период работать с перегрузом.

Необходимо учитывать, что другие факторы, связанные с поддержанием температурного режима защиты, также влияют на время отключения автомата (условия окружающей среды; от посторонних источников возможности нагрева или охлаждения; степень заполнения аппаратурой распределительного щитка).

Источник

Номинальный ток электрической цепи: что это такое, особенности

Номинальный ток электрической цепи — это наибольший электрический ток, который электрическая цепь способна проводить в продолжительном режиме [1].

Харечко Ю.В. проведя большой анализ нормативной документации заключил следующее [1]:

« В МЭС, стандартах и других документах МЭК нет определения термина «номинальный ток электрической цепи». Однако стандарт МЭК 60050‑826 определил, а стандарт МЭК 60364‑1 разъяснил близкий по смыслу термин «расчетный ток (электрической цепи)» («design current (of an electric circuit)»). Аналогичные определения и пояснения к этому термину приведены в ГОСТ Р МЭК 60050-826-2009, подготовленном на основе стандарта МЭК 60050‑826, и в ГОСТ 30331.1, разработанном на основе стандарта МЭК 60364‑1. »

Ю.В. Харечко сделал вывод, что в нормативной документации правильнее использовать термин номинальный ток электрической цепи, а не расчетный ток электрической цепи [2]:

« В национальной нормативной документации термин «расчетный ток электрической цепи» целесообразно заменить термином «номинальный ток электрической цепи». Это, во-первых, обеспечит хорошее согласование с термином «номинальный ток», который является характеристикой каждого элемента электрической цепи. Во-вторых, позволит лучше понять суть термина «сверхток», когда его применяют по отношению к электрической цепи, обычно состоящей из нескольких единиц электрооборудования, каждая из которых имеет собственный номинальный ток. »

Особенности.

Номинальный ток электрической цепи так же, как допустимый длительный ток проводника, представляет собой наибольший электрический ток, который электрическая цепь способна проводить в продолжительном режиме.

Электрическая цепь электроустановки здания состоит из нескольких элементов, каждый из которых имеет собственный номинальный ток. Поэтому номинальный ток электрической цепи является производным от номинальных токов ее элементов. Логично предположить, что его величина не может превышать наименьший номинальный ток какого-то ее элемента или наименьшую сумму номинальных токов элементов электрической цепи, соединенных параллельно.

Например, конечная электрическая цепь штепсельных розеток (не считая подключенного к ним электрооборудования) состоит из медных проводников сечением 2,5 мм 2 , имеющих изоляцию из поливинилхлорида, и штепсельных розеток. Согласно данным таблицы B.52.2 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 [2], допустимый длительный ток указанных проводников в зависимости от способа выполнения электропроводки может быть равен от 18,5 до 27 А.

Согласно данным таблицы 1 ГОСТ 30988.1-2020 [3], номинальный ток штепсельных розеток обычно равен 16 А. Номинальный ток рассматриваемой электрической цепи следует принять равным наименьшему номинальному току – 16 А. Поэтому конечную электрическую цепь штепсельных розеток необходимо защитить от перегрузки автоматическим выключателем или плавким предохранителем, номинальный ток которого не превышает 16 А.

Источник