電気工事の基礎。スキーム、説明

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電気工事の基礎。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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電気機器を組み立てて設置するときは、 電気設備工事、これは、ケーブルおよび架空線、閉鎖および開放変電所、電力および照明機器などとして理解されるべきです。

電気工事の生産と組織化は、建設における規制文書システムと標準化システムの要件への準拠を意味します。規制文書システムの主な文書は、建設基準および規則 (SNiP)、電気設備規則 (PUE)、防火規則、安全規則、部門の指示、および電気機器メーカーからの指示です。電気機器の設置は、作業図面および工場（技術機器の製造業者）の関連文書に従って行われます。

電気設備および電気修理作業の生産では、次の概念に基づいて作業が行われます。

Напряжение

電気を長距離伝送するには、数万ボルト、さらには数十万ボルトの電圧が使用されます。日常生活では 220 V の電気が使用されることが多く、配電網（6 ～ 220 kV）や高圧送電線（330 ～ 750 kV）の電圧と比較すると、220 V の電圧は小さいため、低電圧と呼ばれることもありますが、「低」は「安全」を意味するものではありません。機器や器具を不適切に使用すると、生命を脅かす怪我を引き起こす可能性があります。 220 V の電圧が印加されている裸線やその他の充電部分に触れると、人体に電流が流れ、死に至る可能性があります。

感電の危険性が高く、狭い環境（地下室など）で電気を安全に使用するには、12 または 36 ～ 42 V の低電圧が使用されます。

12 V の電圧は安全であると考えられており、導電性 (アース、セメント) の床または壁のある部屋では、保護設計で常設されたランプを接続する場合にのみ 36 ～ 42 V が許可されます。石、コンクリート、または内部が非導電性材料でできた非導電性の床や壁を備えたガレージやその他のユーティリティルームでは、電動工具や保護されたランプを備えたポータブルランプに最大 42 V の電圧を使用できます。

低電圧を得るには、特別な変圧器、たとえば電圧が220/36または220/12Vの家庭用変圧器が使用されます。

電圧偏差

ワイヤを電流が流れると損失が発生し、その結果、ラインの終端の電圧は最初の電圧よりも若干低くなります。送電線に接続されているすべての消費者に信頼できる電圧レベルで電力を供給するには、変電所 (TS) での送電線の開始時に、公称 5/8 に対して 380 ～ 220% 増加する必要があります。 V. 農村地域では、ほとんどの消費者の電気エネルギーの品質基準に従って、公称値の 7,5% までの電圧偏差が許容されます。

言い換えれば、公称電圧が 220 V の場合、地方の消費者は実際には 200 ～ 240 V の電圧を使用できます。220 V の電圧用に設計された受電装置は十分に動作すると想定されています。電気モーターや蛍光灯を備えた照明器具の場合は、電圧変動に対する感度が低いため、通常はこの点で問題はありません。

電気ヒーターの場合、電圧が低下すると発熱量が著しく低下し、電圧が上昇すると寿命が短くなります。半導体機器（テレビ、音響再生機器、家庭用OA機器など）は、電圧が変動すると動作しなくなる可能性があります。場合によっては、電圧安定化デバイスが機器に組み込まれており、かなり広い範囲の電圧偏差に対する感度が低くなります。説明書に許容電圧偏差に関するデータが含まれていない場合、許容偏差は 5% とみなされ、受電装置は 210 ～ 230 V の電圧で適切に動作する必要があると考えられます。

田舎では、消費者の電圧が指定された制限を超えることがよくあるため、特別な単巻変圧器または電圧安定器を使用する必要があります。これらは、安定した電圧を必要とする受電器の電力に応じて選択されます。

電圧変動は白熱電球に非常に顕著な影響を与えます。電圧が低下すると光束が大幅に減少し、電圧が上昇すると寿命が短くなります。白熱灯の効率を高めるために、白熱灯は 215 ～ 225 ～ 235 ～ 245 V の電圧で製造されます。

220 ～ 230 V とマークされたランプは、小さな電圧変動でも動作するように設計されています。寿命が 230 年未満の場合は、240 ～ 235 または 245 ～ 215 V のランプを使用する必要があります。また、年間使用で耐用年数が 225 年を超える場合は、XNUMX ～ XNUMX V とマークされたランプを使用する必要があります。

パワー

日常生活では、数分の１ワット（充電器）から数千ワット（床置き電気ストーブ）までの電力を供給する受電器が使用されます。ネットワークから受電器によって実際に消費される電力は、ラベルに表示されている定格電力と必ずしも一致するとは限りません。白熱灯や電気ヒーターの消費電力は電圧に大きく依存します。その値が公称値より5〜7%高い場合、電力も10〜15%増加します。電圧が低下すると、電力も増加します。それに応じて減少します。機械式電動工具や電動ポンプの場合、消費電力は主に動作中にかかる力に依存し、公称値を超えてはなりません。

電流強度

ワイヤ内の電流値は、ワイヤに接続されている受電器の電力によって決まります。単相受信機の電流強度を決定するには、ワット単位の消費電力を、それらに印加されるボルト単位の電圧と力率 (0,9 を超えない無次元の値) で割ります。白熱灯と電気ヒーターでは力率は 0,92 に等しく、電気モーターと変圧器では力率は常に小さくなります。その値は、機械や装置の設計だけでなく、その動作条件にも依存します。通常、力率は 0,6 ～ XNUMX にすることが求められますが、受電装置によってはその値が XNUMX に近いものもあります。これは電気代を支払う消費者にとって何を意味するのでしょうか? 力率が低いほど、より多くの電流がワイヤを流れるため、ワイヤでのエネルギー損失が増加します。負荷と並列に接続されたコンデンサは、力率を改善するために使用されます。

ワイヤ内の電流は、受電器の電力とそれらに印加される電圧を公称値として仮定して計算されます。この場合、現在の強さと実際の値が異なる可能性があります。たとえば、公称電圧 220 V では、100 W のランプは 0,45 A の電流を消費します。電圧 250 V では、同じランプの電力は約 120 W、電流は 0,5 A になります。電圧がそれぞれ 200 V、80 W、0,4 A の場合、つまり電圧偏差があっても、電流強度の決定誤差は 12% を超えません。

電気負荷

電線に長時間（30分以上）流れる電流の最大値を電気負荷とします。公称電圧220Vにおける、力率1に等しい白熱灯、電気ヒーター、その他の受電器の電流強度の値を示します（表XNUMX）。

表1

電気工事の基本

複数の受電器の電気負荷を計算する必要がある場合、すべての受電器の力率が同じか 0,8 に十分近い場合、それらの定格電流を合計できます。そうでない場合は、力率の平均値 (約 0,9 ～ XNUMX を取得できます) を求め、定格電力の合計に基づいて電流強度を計算します。

三相受電装置からの相線にかかる電気負荷は、各相が電力の 1,73 分の 1,73 を占め、相電圧が線形電圧の XNUMX 分の XNUMX であるという事実に基づいて計算されます。相受電器は、定格線間電圧、力率、および XNUMX で除算されます。

三相電流を使用する需要家では、相の XNUMX つが単相受電器への電力供給に割り当てられます。この相線の電流強度は、三相および単相の受電器の負荷を合計することで求められます。単相受電器は他の相線の電流に影響を与えませんが、中性線の電流を決定します。三相受電器のみがオンになっている場合、中性線には電流が流れません。

電気抵抗

220 V の電圧が受電器に印加され、1 A の電流が流れる場合、回路の抵抗は 220 オームになります。抵抗が増加すると、電流は比例して減少します。電流強度と定格電力の関係を使用して、220 W の電力を備えた 15 V 受電器の抵抗は 3200 オームであり、1500 W 受電器の抵抗はわずか 32 オームであると計算します。

電気ネットワークのワイヤの抵抗は、通常、1 オームの数分の一から 2 ～ XNUMX オームの範囲にあります。

電流によるワイヤの加熱は、抵抗と電流の強さに依存します。電気接続が不注意に行われると（ネジの締め付けが不十分、ワイヤのねじれが緩い、絶縁体が適切に剥がされていない）、その抵抗が良好な接続よりも高く、危険な過熱が発生し、火災の危険があります。

短絡が発生した場合、主電源電圧が互いに閉じたワイヤ（低抵抗）に印加され、電流強度は許容値の数倍である数百アンペアに達します。必要な保護措置が講じられていない場合、過度の加熱によりワイヤーが発火する危険があります。

電気エネルギー

電力メーターで計測。受電器の電力が 1 kW の場合、1 時間の動作で 1 kWh が消費されます。 500 W (0,5 kW) の電力の受信機は 2 時間で同じ量の電力を消費し、25 W の電力の電灯はほぼ 40 日 (XNUMX 時間) で同じ量の電力を消費します。つまり、電力消費量はキロワット時です。電力消費量（キロワット）と動作時間（時間）の積によって決まります。

著者: バニコフ E.A.

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