Qual é a corrente nominal em engenharia elétrica

O Dicionário Explicativo da Língua Russa do acadêmico Ozhegov explica o significado da palavra "nominal", como designada, nomeada, mas não cumprindo suas funções, nomeação, ou seja, fictícia.

Esta definição explica com bastante precisão os termos elétricos de tensão nominal, corrente e potência. Eles parecem estar lá, definidos e definidos, mas na verdade servem apenas como diretrizes para eletricistas. As expressões numéricas reais desses parâmetros realmente diferem dos valores definidos.

Por exemplo, todos conhecemos uma rede monofásica alternada com tensão de 220 volts, que é considerada nominal. Na verdade, seu valor de acordo com GOST só pode atingir o limite superior de 252 volts. É assim que funciona o padrão estadual.

A mesma imagem pode ser vista com a corrente nominal.

Princípio de determinação da corrente nominal

Como base para a escolha de seu valor, foi considerado o aquecimento térmico máximo possível dos fios elétricos, incluindo seu isolamento, que deve funcionar de forma confiável sob carga por tempo ilimitado.

Na corrente nominal, um equilíbrio térmico é mantido entre:

• aquecimento de fios pelo efeito da temperatura de cargas elétricas, descrito pela ação da lei de Joule-Lenz;

• resfriamento devido à remoção de parte do calor para o ambiente.

Nesse caso, o calor Q1 não deve afetar as características mecânicas e de resistência do metal, e Q2 - na mudança das propriedades químicas e dielétricas da camada isolante.

Mesmo que a corrente nominal seja ligeiramente ultrapassada, após um determinado período de tempo será necessário retirar a tensão do equipamento elétrico para resfriar o metal do condutor de corrente e o isolamento. Caso contrário, suas propriedades elétricas serão prejudicadas e ocorrerá uma quebra da camada dielétrica ou deformação do metal.

Qualquer equipamento elétrico (incluindo fontes de corrente, seus consumidores, fios e sistemas de conexão, dispositivos de proteção) é calculado, projetado e fabricado para operar em uma determinada corrente nominal.

Seu valor é indicado não apenas na documentação técnica da fábrica, mas também no invólucro ou nas placas de identificação do equipamento elétrico.

A foto acima mostra claramente as correntes nominais de 2,5 e 10 amperes que são feitas por estampagem na fabricação do plugue elétrico.

Para padronizar o equipamento, o GOST 6827-76 introduz uma série de correntes nominais nas quais quase todas as instalações elétricas devem operar.

Como selecionar o dispositivo de proteção para corrente nominal

Como a corrente nominal determina a possibilidade de operação prolongada de equipamentos elétricos sem nenhum dano, todos os dispositivos de proteção de corrente são configurados para funcionar quando ela for excedida.

Na prática, muitas vezes há situações em que, por um curto período de tempo, ocorre uma sobrecarga no circuito de energia por vários motivos. Nesse caso, a temperatura do metal do condutor e da camada isolante não tem tempo de atingir o limite quando suas propriedades elétricas são violadas.

Por esses motivos, a zona de sobrecarga é dividida em uma zona separada, limitada não apenas pelo tamanho, mas também pela duração da ação. Quando os valores críticos de temperatura da camada de isolamento e do metal do condutor são atingidos, a tensão da instalação elétrica deve ser removida para resfriá-la.

Essas funções são executadas por proteções de sobrecarga térmica:

• disjuntores;

• lançamentos térmicos.

Eles percebem a carga de calor e se ajustam para desligar com um certo tempo. O ajuste das proteções que realizam a interrupção «momentânea» da carga é ligeiramente superior à corrente de sobrecarga. O termo "instantâneo" na verdade define a ação no menor período de tempo possível. Para as proteções de sobrecorrente mais rápidas de hoje, a interrupção ocorre em pouco menos de 0,02 segundos.

A corrente de operação no modo de energia normal é geralmente menor que o valor nominal.

No exemplo dado, o caso é analisado para circuitos AC. Em circuitos de tensão CC, não há diferença fundamental na relação entre a corrente nominal de operação e a escolha de configurações para a operação de proteção.

Como o disjuntor é configurado para operar na corrente nominal

Na proteção de dispositivos industriais e redes elétricas domésticas, os mais comuns são os interruptores automáticos, que combinam em seu design:

• lançamentos termicamente retardados;

• interrupção atual, desligamento muito rápido do modo de emergência.

Neste caso, os disjuntores são fabricados para tensão e corrente nominais. Os dispositivos de proteção são selecionados de acordo com seu tamanho para trabalhar nas condições específicas de um determinado circuito.

Para isso, os padrões definem 4 tipos de características de tempo atual para diferentes projetos de máquinas. Eles são marcados com letras latinas A, B, C, D e são projetados para desconexão garantida de falhas com um múltiplo da corrente nominal de 1,3 a 14.

O disjuntor tempo-corrente, levando em consideração a temperatura ambiente, é selecionado para um determinado tipo de carga, por exemplo:

• dispositivos semicondutores;

• sistemas de iluminação;

• circuitos com cargas mistas e correntes de inrush moderadas;

• circuitos com alta capacidade de sobrecarga.

A característica do tempo atual pode consistir em três zonas de ação, conforme mostrado na figura, ou duas (sem o meio).

A designação da corrente nominal pode ser encontrada na carcaça da máquina. A imagem mostra um interruptor rotulado com uma classificação de 100 amperes.

Isso significa que ele funcionará (desligará) não da corrente nominal (100 A), mas de seu excesso. Suponha que, se o interruptor da máquina for configurado para um múltiplo de 3,5, uma corrente de 100 × 3,5 = 350 amperes ou mais será interrompida por ele sem atraso de tempo.

Quando a liberação térmica é definida para um múltiplo de 1,25, quando um valor de 100 × 1,25 = 125 amperes é alcançado, o disparo ocorrerá após algum tempo, por exemplo, uma hora. Neste caso, o circuito irá operar com sobrecarga durante este período.

Deve-se ter em mente que outros fatores relacionados à manutenção do regime de temperatura de proteção também afetam o tempo de parada da máquina:

• condições ambientais;

• o grau de preenchimento do quadro com equipamentos;

• a possibilidade de aquecimento ou resfriamento de fontes externas.

Como a fiação e o disjuntor são classificados?

Para determinar os principais parâmetros elétricos de proteções e condutores, deve-se levar em consideração a carga aplicada a eles. Para isso, é calculado de acordo com a potência nominal dos dispositivos relacionados ao trabalho, levando em consideração o coeficiente de seu emprego.

Por exemplo, uma máquina de lavar louça, uma multicooker, um forno elétrico e um micro-ondas são conectados ao grupo de saída localizado na cozinha, que consome uma potência total no modo normal de 5660 watts (levando em consideração a frequência de comutação).

A tensão nominal da rede doméstica é de 220 volts. Determine a corrente de carga que fluirá pelos condutores e dispositivos de proteção dividindo a potência pela tensão. I = 5660/220 = 25,7 A.

A seguir, vemos uma tabela com um número de correntes nominais para equipamentos elétricos, que não possui disjuntor para tal corrente. Mas os fabricantes produzem máquinas para 25 amperes. Seu valor é o mais próximo de nossos objetivos. Portanto, nós o escolhemos como base para um dispositivo de proteção para a fiação dos consumidores do grupo de tomadas.

Em seguida, precisamos decidir sobre o material dos fios e a seção transversal. Vamos tomar o cobre como base, já que a fiação de alumínio, mesmo para uso doméstico, não é mais popular devido às suas características.

Os manuais do eletricista contêm tabelas para selecionar condutores de vários materiais para carregamento de corrente. Vejamos o nosso caso, levando em consideração o fato de que a fiação é feita com um cabo isolado PE separado escondido na calha da parede. Presume-se que os limites de temperatura correspondam às condições da sala.

A tabela nos fornecerá informações de que a seção transversal mínima permitida de um fio de cobre padrão para nosso caso é de 4 mm quadrados. Você não pode tirar menos, mas é melhor aumentá-lo.

Às vezes, há um problema em escolher um grau de proteção para a fiação já em funcionamento. Nesse caso, é totalmente justificado determinar a corrente de carga da rede do consumidor com um instrumento de medição elétrica e compará-la com a calculada pelo método teórico acima.

Assim, o termo "corrente nominal" ajuda os eletricistas a navegar pelas características técnicas dos equipamentos elétricos.