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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Fondamentaux des travaux électriques. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Travaux électriques Lors du montage et de l'installation d'appareils électriques, travaux d'installation électrique, qui doivent être compris comme les câbles et les lignes aériennes, les sous-stations fermées et ouvertes, les équipements électriques et d'éclairage, etc. La production et l'organisation des travaux électriques impliquent le respect des exigences du système des documents réglementaires en construction et du système de normalisation. Les principaux documents du système des documents réglementaires sont les normes et règles de construction (SNiP), les règles d'installation électrique (PUE), les règles de protection contre l'incendie, les règles de sécurité, les instructions départementales, ainsi que les instructions des fabricants d'équipements électriques. L'installation des appareils électriques est effectuée conformément aux dessins d'exécution et à la documentation pertinente des usines - fabricants d'équipements technologiques. Dans la production de travaux d'installation électrique et de réparation électrique, ils fonctionnent avec les concepts suivants: Stress Pour transporter l'électricité sur de longues distances, on utilise des tensions de plusieurs dizaines voire centaines de milliers de volts. Dans la plupart des cas, l'électricité 220 V est utilisée dans la vie quotidienne. Comparée à la tension des réseaux électriques (6-220 kV) et des lignes électriques à haute tension (330-750 kV), la tension de 220 V est faible, donc elle est parfois appelé basse tension, bien que « faible » ne signifie pas « sûr » : une mauvaise utilisation de l'équipement et des instruments peut entraîner des blessures mortelles. Si vous touchez des fils dénudés ou d'autres pièces sous tension alimentées en 220 V, un courant électrique traversera le corps humain, ce qui peut entraîner la mort. Pour une utilisation sûre de l'électricité dans des conditions exiguës (sous-sols, etc.) et avec un risque accru de choc électrique, une basse tension est utilisée - 12 ou 36-42 V. La tension 12 V est considérée comme sûre et 36-42 V dans les pièces avec des sols ou des murs conducteurs (terre, ciment) n'est autorisée que pour connecter des lampes installées en permanence dans une conception de protection. Dans les garages et autres locaux techniques avec des sols et des murs non conducteurs en pierre, en béton ou en matériaux non conducteurs finis à l'intérieur, des tensions jusqu'à 42 V peuvent être utilisées pour les outils électriques et les lampes portables avec une lampe protégée. Pour obtenir une basse tension, des transformateurs spéciaux sont utilisés, par exemple un transformateur pour les besoins domestiques avec une tension de 220/36 ou 220/12 V. Déviation de tension Le passage du courant électrique à travers les fils s'accompagne de pertes, à la suite desquelles la tension à la fin de la ligne est légèrement inférieure à celle du début. Pour que tous les consommateurs connectés à la ligne soient alimentés en électricité avec un niveau de tension fiable, au début de la ligne au niveau d'un poste de transformation (TS), il doit être augmenté de 5 à 8 % par rapport au nominal 380/220 V. Dans les zones rurales, selon les normes de qualité de l'énergie électrique pour la plupart des consommateurs, une déviation de tension jusqu'à 7,5% de la valeur nominale est autorisée. En d'autres termes, avec une tension nominale de 220 V, un consommateur rural peut effectivement avoir une tension de 200 à 240 V. On suppose que les récepteurs de puissance conçus pour une tension de 220 V doivent fonctionner de manière satisfaisante. Pour les moteurs électriques et les luminaires à lampes fluorescentes, il n'y a généralement pas de difficultés à cet égard en raison de leur faible sensibilité aux fluctuations de tension. Pour les radiateurs électriques, avec une diminution de la tension, la puissance calorifique diminue sensiblement et, avec une augmentation, la durée de vie est réduite. Les appareils semi-conducteurs (téléviseurs, appareils de reproduction du son, équipement de bureau domestique, etc.) peuvent devenir inopérants si la tension fluctue. Parfois, des dispositifs de stabilisation de tension sont intégrés à l'équipement, offrant une insensibilité aux écarts de tension dans une plage assez large. Si les instructions ne contiennent aucune donnée sur les écarts de tension admissibles, un écart admissible de 5% est supposé et il est considéré que le récepteur de puissance doit fonctionner correctement à une tension de 210-230 V. Dans les zones rurales, la tension des consommateurs dépasse souvent les limites spécifiées, vous devez donc utiliser des autotransformateurs spéciaux ou des stabilisateurs de tension. Ils sont choisis en fonction de la puissance du récepteur électrique, qui nécessite une tension stabilisée. Les fluctuations de tension affectent assez sensiblement les lampes à incandescence électriques: lorsque la tension diminue, leur flux lumineux diminue considérablement et lorsque la tension augmente, la durée de vie est réduite. Pour augmenter l'efficacité des lampes à incandescence, elles sont produites avec une tension de 215-225 à 235-245 V. Les lampes marquées 220-230 V sont conçues pour fonctionner avec de petites fluctuations de tension. Si leur durée de vie est inférieure à un an, il convient d'utiliser des lampes pour 230-240 ou 235-245 V, et lorsque, avec un fonctionnement toute l'année, leur durée de vie dépasse deux ans, des lampes marquées 215-225 V doivent être utilisées. puissance Dans la vie de tous les jours, on utilise des récepteurs électriques d'une puissance allant de quelques fractions de watt (chargeurs) à plusieurs milliers de watts (réchauds électriques au sol). La puissance effectivement consommée par le récepteur électrique du réseau ne correspond pas toujours à sa puissance nominale, qui est indiquée sur l'étiquette. La puissance consommée par les lampes à incandescence et les radiateurs électriques dépend de manière significative de la tension : si sa valeur est supérieure de 5 à 7 % à la valeur nominale, la puissance augmentera également, mais de 10 à 15 %, et si la tension chute, elle diminuer en conséquence. Pour les outils électriques mécaniques et les pompes électriques, la consommation d'énergie dépend principalement de la force qu'ils surmontent pendant le fonctionnement et ne doit pas dépasser la valeur nominale. Intensité du courant électrique La valeur du courant dans les fils est déterminée par la puissance des récepteurs électriques qui leur sont connectés. Pour déterminer l'intensité du courant des récepteurs monophasés, la consommation d'énergie en watts est divisée par la tension qui leur est appliquée en volts et par le facteur de puissance - une valeur sans dimension qui ne dépasse pas un. Pour les lampes à incandescence et les radiateurs électriques, le facteur de puissance est égal à un, et pour les moteurs électriques et les transformateurs, il est toujours inférieur. Sa valeur dépend non seulement de la conception de la machine ou de l'appareil, mais aussi des conditions de leur fonctionnement. Habituellement, on cherche à amener le facteur de puissance à 0,9-0,92, mais il existe des récepteurs de puissance dans lesquels sa valeur est proche de 0,6. Qu'est-ce que cela signifie pour le consommateur qui paie l'électricité ? Plus le facteur de puissance est faible, plus le courant circule dans les fils, par conséquent, les pertes d'énergie dans les fils augmentent. Des condensateurs connectés en parallèle avec la charge sont utilisés pour améliorer le facteur de puissance. Le courant dans les fils est calculé en supposant la puissance des récepteurs électriques et la tension qui leur est appliquée comme nominale. Dans ce cas, un écart entre l'intensité du courant et sa valeur réelle est possible. Par exemple, à une tension nominale de 220 V, une lampe de 100 W consomme un courant de 0,45 A ; à une tension de 250 V, la puissance de la même lampe sera d'environ 120 W et le courant sera de 0,5 A; à une tension de 200 V, respectivement, 80 W et 0,4 A, c'est-à-dire avec des écarts de tension, l'erreur de détermination de l'intensité du courant ne dépassera pas 12%. Charge électrique La valeur la plus élevée du courant qui traverse le fil pendant une longue période (30 minutes ou plus) est considérée comme sa charge électrique. Nous présentons les valeurs de l'intensité du courant pour les lampes électriques à incandescence, les radiateurs électriques et autres récepteurs électriques avec un facteur de puissance égal à un, à une tension nominale de 220 V (tableau 1). Tableau 1
Si vous devez calculer la charge électrique de plusieurs récepteurs de puissance, vous pouvez additionner leurs courants nominaux, lorsque tous les récepteurs de puissance ont le même facteur de puissance ou suffisamment proche de un. Si ce n'est pas le cas, trouvez la valeur moyenne du facteur de puissance (environ 0,8-0,9 peut être pris) et calculez l'intensité du courant en fonction de la somme des puissances nominales. La charge électrique sur le fil de phase d'un récepteur de puissance triphasé est calculée sur la base du fait que chaque phase représente un tiers de la puissance et que la tension de phase est 1,73 fois inférieure à la tension linéaire : la puissance du trois- le récepteur de puissance de phase est divisé par la tension de ligne nominale, le facteur de puissance et 1,73. Consommateurs utilisant du courant triphasé, une des phases est affectée à l'alimentation des récepteurs électriques monophasés. L'intensité du courant dans ce fil de phase est trouvée en additionnant les charges des récepteurs électriques triphasés et monophasés. Les récepteurs de puissance monophasés n'affectent pas le courant dans les autres fils de phase, mais ils déterminent le courant dans le fil neutre. Si seuls les récepteurs électriques triphasés sont allumés, il n'y a pas de courant dans le fil neutre. Résistance électrique Si une tension de 220 V est appliquée au récepteur électrique et qu'un courant de 1 A circule, alors la résistance du circuit est de 220 ohms. Si la résistance est augmentée, le courant diminuera proportionnellement. En utilisant la relation entre l'intensité du courant et la puissance nominale, nous calculons que la résistance d'un récepteur de puissance 220 V avec une puissance de 15 W est de 3200 Ohms, et la résistance d'un récepteur de puissance 1500 W n'est que de 32 Ohms. La résistance des fils du réseau électrique est généralement comprise entre des fractions d'ohm et 1-2 ohms. L'échauffement des fils par le courant électrique dépend de la résistance et de l'intensité du courant. Si le raccordement électrique est fait de façon négligente (vis pas assez serrées, fils mal torsadés ou isolation mal dénudée), sa résistance est plus importante qu'avec une fabrication de qualité, une surchauffe dangereuse se produit et il y a un risque d'incendie. En cas de court-circuit, la tension secteur est appliquée aux fils fermés les uns aux autres (faible résistance) et l'intensité du courant atteint des centaines d'ampères, ce qui est plusieurs fois supérieur à la valeur autorisée. Si les mesures de protection nécessaires ne sont pas prises, il existe un risque d'inflammation des fils en raison de leur échauffement excessif. Énergie électrique Mesuré avec des compteurs d'électricité. Si la puissance des récepteurs électriques est de 1 kW, alors 1 kWh sera consommé pour 1 heure de fonctionnement. Les récepteurs électriques d'une puissance de 500 W (0,5 kW) consommeront la même quantité d'électricité en 2 heures, et les lampes électriques d'une puissance de 25 W en presque deux jours (40 heures), soit la consommation électrique en kilowattheures est déterminé par le produit de la consommation d'énergie en kilowatts par le temps de fonctionnement en heures. Auteur : Bannikov E.A.
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