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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Fundamentos del trabajo eléctrico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Trabajo eléctrico Al ensamblar e instalar dispositivos eléctricos, trabajos de instalacion electrica, que deben entenderse como cables y líneas aéreas, subestaciones cerradas y abiertas, equipos de fuerza y alumbrado, etc. La producción y organización del trabajo eléctrico implica el cumplimiento de los requisitos del sistema de documentos reglamentarios en la construcción y el sistema de normalización. Los principales documentos del sistema de documentos reglamentarios son las Normas y Reglas de Construcción (SNiP), las Reglas de Instalación Eléctrica (PUE), las reglas de protección contra incendios, las normas de seguridad, las instrucciones departamentales, así como las instrucciones de los fabricantes de equipos eléctricos. La instalación de dispositivos eléctricos se lleva a cabo de acuerdo con los planos de trabajo y de acuerdo con la documentación relevante de las fábricas, fabricantes de equipos tecnológicos. En la producción de trabajos de instalación y reparación eléctrica operan con los siguientes conceptos: Voltaje Para transmitir electricidad a largas distancias, se utilizan voltajes de varias decenas e incluso cientos de miles de voltios. En la mayoría de los casos, en la vida cotidiana se usa electricidad de 220 V. En comparación con el voltaje de las redes eléctricas (6-220 kV) y las líneas eléctricas de alto voltaje (330-750 kV), el voltaje de 220 V es pequeño, por lo tanto, es a veces llamado bajo voltaje, aunque "bajo" no significa "seguro": el uso inadecuado de equipos e instrumentos puede provocar lesiones potencialmente mortales. Si toca cables pelados u otras partes activas que estén energizadas con 220 V, pasará una corriente eléctrica a través del cuerpo humano, lo que puede provocar la muerte. Para el uso seguro de la electricidad en condiciones de hacinamiento (sótanos, etc.) y con un mayor riesgo de descarga eléctrica, se usa un voltaje bajo: 12 o 36-42 V. El voltaje de 12 V se considera seguro, y 36-42 V en habitaciones con pisos o paredes conductores (tierra, cemento) solo se permite para conectar lámparas instaladas permanentemente en un diseño de protección. En garajes y otros cuartos de servicio con pisos y paredes no conductores de piedra, hormigón o materiales no conductores con acabado interior, se pueden usar voltajes de hasta 42 V para herramientas eléctricas y lámparas portátiles con lámpara protegida. Para obtener bajo voltaje, se utilizan transformadores especiales, por ejemplo, un transformador para uso doméstico con un voltaje de 220/36 o 220/12 V. Desviación de voltaje El paso de la corriente eléctrica a través de los cables va acompañado de pérdidas, por lo que la tensión al final de la línea es algo menor que al principio. Para que todos los consumidores conectados a la línea sean alimentados con electricidad con un nivel de voltaje confiable, al comienzo de la línea en una subestación transformadora (TS) debe aumentarse en un 5-8% con respecto al nominal 380/220 V. En las zonas rurales, de acuerdo con las normas de calidad de la energía eléctrica para la mayoría de los consumidores se permite una desviación de tensión de hasta el 7,5% de la nominal. En otras palabras, con un voltaje nominal de 220 V, un consumidor rural puede tener un voltaje de 200 a 240 V. Se supone que los receptores de potencia diseñados para un voltaje de 220 V deben operar satisfactoriamente. Para motores eléctricos y luminarias con lámparas fluorescentes, no suele haber dificultades en este sentido debido a su baja sensibilidad a las fluctuaciones de tensión. Para calentadores eléctricos, con una disminución en el voltaje, la salida de calor cae notablemente y, con un aumento, se reduce la vida útil. Los dispositivos semiconductores (televisores, dispositivos de reproducción de sonido, equipos domésticos de oficina, etc.) pueden dejar de funcionar si el voltaje fluctúa. A veces, los dispositivos de estabilización de voltaje están integrados en el equipo, lo que proporciona insensibilidad a las desviaciones de voltaje en un rango bastante amplio. Si las instrucciones no contienen ningún dato sobre las desviaciones de voltaje permitidas, se asume una desviación permitida del 5% y se considera que el receptor de energía debe funcionar correctamente a una tensión de 210-230 V. En las áreas rurales, el voltaje en los consumidores a menudo supera los límites especificados, por lo que debe usar autotransformadores especiales o estabilizadores de voltaje. Se seleccionan de acuerdo con la potencia del receptor eléctrico, que requiere un voltaje estabilizado. Las fluctuaciones de voltaje afectan notablemente a las lámparas incandescentes eléctricas: cuando el voltaje disminuye, su flujo luminoso disminuye significativamente y cuando el voltaje aumenta, la vida útil se reduce. Para aumentar la eficiencia de las lámparas incandescentes, se producen con un voltaje de 215-225 a 235-245 V. Las lámparas marcadas como 220-230 V están diseñadas para funcionar con pequeñas fluctuaciones de voltaje. Si duran menos de un año, se deben utilizar lámparas para 230-240 o 235-245 V, y cuando, con funcionamiento todo el año, su vida útil supera los dos años, se deben utilizar lámparas marcadas como 215-225 V. poder En la vida cotidiana se utilizan receptores eléctricos con potencias que van desde fracciones de vatio (cargadores) hasta varios miles de vatios (estufas eléctricas de suelo). La potencia realmente consumida por el receptor eléctrico de la red no siempre corresponde a su potencia nominal, que se indica en la etiqueta. La potencia consumida por las lámparas incandescentes y los calentadores eléctricos depende significativamente del voltaje: si su valor es un 5-7% superior al valor nominal, la potencia también aumentará, pero en un 10-15%, y si el voltaje cae, lo hará. disminuir en consecuencia. Para herramientas mecánicas y electrobombas, el consumo de energía depende principalmente de la fuerza que vencen durante el funcionamiento y no debe exceder la nominal. Fuerza de la corriente eléctrica El valor de la corriente en los cables está determinado por la potencia de los receptores eléctricos conectados a ellos. Para determinar la intensidad de corriente de los receptores monofásicos, el consumo de energía en vatios se divide por el voltaje que se les aplica en voltios y por el factor de potencia, un valor adimensional que no excede uno. Para lámparas incandescentes y calentadores eléctricos, el factor de potencia es igual a uno, y para motores eléctricos y transformadores siempre es menor. Su valor depende no solo del diseño de la máquina o aparato, sino también de las condiciones de su funcionamiento. Habitualmente se busca llevar el factor de potencia a 0,9-0,92, pero existen receptores de potencia en los que su valor se acerca a 0,6. ¿Qué significa esto para el consumidor que paga la electricidad? Cuanto menor es el factor de potencia, más corriente fluye a través de los cables, por lo tanto, aumentan las pérdidas de energía en los cables. Los condensadores conectados en paralelo con la carga se utilizan para mejorar el factor de potencia. La corriente en los cables se calcula asumiendo la potencia de los receptores eléctricos y el voltaje que se les aplica como nominal. En este caso, es posible una discrepancia entre la intensidad actual y su valor real. Por ejemplo, a una tensión nominal de 220 V, una lámpara de 100 W consume una corriente de 0,45 A; a un voltaje de 250 V, la potencia de la misma lámpara será de aproximadamente 120 W y la corriente será de 0,5 A; a un voltaje de 200 V, respectivamente, 80 W y 0,4 A, es decir, con desviaciones de voltaje, el error al determinar la intensidad de la corriente no excederá el 12%. Carga eléctrica El valor más alto de la corriente que pasa a través del cable durante mucho tiempo (30 minutos o más) se considera su carga eléctrica. Presentamos los valores de intensidad de corriente para lámparas incandescentes eléctricas, calentadores eléctricos y otros receptores eléctricos con factor de potencia igual a uno, a una tensión nominal de 220 V (Tabla 1). Tabla 1
Si necesita calcular la carga eléctrica de varios receptores de potencia, puede sumar sus corrientes nominales, cuando todos los receptores de potencia tienen el mismo factor de potencia o lo suficientemente cerca de uno. Si este no es el caso, encuentre el valor promedio del factor de potencia (se puede tomar aproximadamente 0,8-0,9) y calcule la intensidad actual en función de la suma de las potencias nominales. La carga eléctrica en el cable de fase de un receptor de potencia trifásico se calcula en base al hecho de que cada fase representa un tercio de la potencia y que la tensión de fase es 1,73 veces menor que la tensión lineal: la potencia de los tres La potencia de fase del receptor se divide por la tensión de línea nominal, el factor de potencia y 1,73. Consumidores que utilizan corriente trifásica, una de las fases se asigna para alimentar receptores eléctricos monofásicos. La intensidad de la corriente en este cable de fase se encuentra sumando las cargas de los receptores eléctricos trifásicos y monofásicos. Los receptores de potencia monofásicos no afectan la corriente en otros cables de fase, pero determinan la corriente en el cable neutro. Si solo se encienden los receptores eléctricos trifásicos, entonces no hay corriente en el cable neutro. Resistencia eléctrica Si se aplica un voltaje de 220 V al receptor eléctrico y fluye una corriente de 1 A, entonces la resistencia del circuito es de 220 ohmios. Si se aumenta la resistencia, la corriente disminuirá proporcionalmente. Utilizando la relación entre la intensidad de la corriente y la potencia nominal, calculamos que la resistencia de un receptor de potencia de 220 V con una potencia de 15 W es de 3200 ohmios, y la resistencia de un receptor de potencia de 1500 W es de solo 32 ohmios. La resistencia de los cables de la red eléctrica suele estar en el rango de fracciones de un ohmio a 1-2 ohmios. El calentamiento de los cables por corriente eléctrica depende de la resistencia y la intensidad de la corriente. Si la conexión eléctrica se realiza de manera descuidada (los tornillos no están lo suficientemente apretados, los cables están torcidos sin apretar o el aislamiento está mal pelado), su resistencia es mayor que con una mano de obra de calidad, se produce un sobrecalentamiento peligroso y existe riesgo de incendio. En caso de cortocircuito, la tensión de la red se aplica a los cables cerrados entre sí (baja resistencia) y la intensidad de la corriente alcanza cientos de amperios, que es varias veces superior al valor permitido. Si no se toman las medidas de protección necesarias, existe riesgo de ignición de los cables debido a su calentamiento excesivo. Energía eléctrica Medido con medidores de electricidad. Si la potencia de los receptores eléctricos es de 1 kW, se consumirá 1 kWh por 1 hora de funcionamiento. Los receptores eléctricos con una potencia de 500 W (0,5 kW) consumirán la misma cantidad de electricidad en 2 horas, y las lámparas eléctricas con una potencia de 25 W en casi dos días (40 horas), es decir, el consumo de energía en kilovatios-hora se determina por el producto del consumo de energía en kilovatios por el tiempo de funcionamiento en horas. Autor: Bannikov E.A.
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