onetwoclick.ruРяды предпочтительных чисел и стандартные мощности оборудования
Стандартизация параметрических рядов основана на установлении последовательности чисел, связанных друг с другом единым множителем. Ряды предпочтительных чисел безграничны в обоих направлениях: каждое следующее число в сторону увеличения значений получают умножением предыдущего на этот множитель, а в сторону уменьшения – делением на этот множитель.
В 1953 г. Международной организацией по стандартизации (ИСО) была принята рекомендация по рядам предпочтительных чисел. Множитель ряда определяют как корень n-й степени из 10. Показатели степени могут выбираться из чисел 5, 10, 20, 40 и в отдельных, технически обоснованных случаях 80.
Ряды имеют обозначения R5, R10 и т. д. Множители для указанных пяти стандартных рядов имеют значения:
Составленные таким образом ряды обладают следующими свойствами:
- количество чисел в десятичном интервале равно показателю степени (например, ряд R5 в диапазоне 0–10 содержит пять чисел: 1; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3);
- следующие числа могут быть получены как последовательным умножением предыдущих чисел на установленный множитель, так и умножением соответствующего члена десятичного интервала на 10, то есть в диапазоне 10–100 ряд R5 содержит числа: 10; 16; 25; 40; 63;
- числа высшего ряда включают в себя все числа низшего ряда. Ниже приведены 40 чисел десятичного интервала ряда R40, записанные не одной строкой, а по 8 чисел в строке (8 • 5 = 40):
Первый столбец таблицы представляет собой ряд R5, числа первого и пятого столбцов составляют ряд R10; числа первого, третьего, пятого и седьмого столбцов – ряд R20; - куб любого члена приблизительно в 2 раза больше куба предыдущего члена, что может быть полезным при стандартизации геометрических размеров и соответствующего им объема тела;
- начиная с ряда R10 в числах содержится число 3,15, близкое к ?. Из этого следует, что длина окружности и площадь круга, диаметры которых являются предпочтительными числами, также будет предпочтительными числами;
- наконец, ряд R40 включает в себя числа 375, 750, 1500 и 3000, выражающие числа оборотов в минуту при частоте 50 Гц.
Переход на ряды предпочтительных чисел сравнительно легко может быть осуществлен для индивидуальных параметров оборудования (номинальные мощности трансформаторов, двигателей, токи контактов реле, плавких вставок и т. п.) и весьма затруднен для параметров, являющихся общими для всего оборудования (номинальные напряжения и частоты систем электроснабжения). Так, шкала номинальных мощностей трансформаторов, изготавливавшихся по ГОСТ 401–41, представляла собой ряд, в который было включено восемь чисел ряда R40 – после каждого взятого числа четыре числа пропускалось. В соответствии с ГОСТ 11920–66 был принят ряд R5. Число типоразмеров трансформаторов в пределах десятичного ряда сократилось до 5. И те и другие трансформаторы работают в общих сетях.
Изменение же номинальных напряжений сетей возможно лишь при полной их реконструкции (замене трансформаторов, изоляторов на линиях, а иногда и опор). Производить такие работы только с целью упорядочения шкалы номинальных напряжений вряд ли целесообразно. И совсем уж невозможно представить, что когданибудь могут быть изменены частоты систем электроснабжения 50 и 60 Гц с целью приведения их к «закономерному» ряду. В связи с изложенным практика международной стандартизации в области напряжений систем электроснабжения направлена не на приведение их к закономерному ряду, а на разумное сокращение числа используемых в мире напряжений и сближение (а в пределе – слияние) напряжений, незначительно отличающихся друг от друга. Эта цель особенно проявилась при стандартизации напряжений 220/380 В и 240/415 В и замене их общим средним напряжением 230/400 В.
Стандартные напряжения
Международные стандарты в рассматриваемой области разрабатываются Техническим комитетом (ТК) № 8 Международной электротехнической комиссии (МЭК) «Стандартные напряжения, токи и частоты».
Системы электроснабжения общего назначения, используемые в различных странах, имеют частоту тока 50 или 60 Гц. Частоту 60 Гц имеют в основном энергосистемы Американского континента и окружающих его островов, некоторых азиатских стран (Японии, Южной Кореи, Тайваня, Филиппин, Саудовской Аравии, Бахрейна) и одной африканской страны – Либерии. В некоторых странах этих регионов используются обе системы (Бразилия, Боливия, Япония, Бахрейн, Гваделупа). Низковольтные напряжения в этих странах, как правило, 240/120 В (Америка) или 200/100 В (Япония и Южная Корея). Напряжение для питания бытовых ЭП получают, выводя среднюю точку одной из фаз и заземляя ее; ЭП подключают на одно из плеч фазы. Однофазные ЭП промышленных предприятий и мощное коммунально-бытовое оборудование подключают на 240 В. Трехфазные сети имеют напряжения 277/480 В и 347/600 В.
Большинство стран мира используют частоту 50 Гц. В части низковольтных напряжений эти страны могут быть разделены на две группы: использующие напряжение 220/380 В и 240/415 В. Последнее напряжение используется в Великобритании, Австралии, Новой Зеландии, Малайзии, Новой Гвинее, Саудовской Аравии, Кении, Кувейте, Кипре и некоторых малых островных государствах, бывших ранее колониями Великобритании.
В течение длительного времени в рамках ТК № 8 велась работа по унификации этих напряжений. До 1975 г. в Публикации 38 ТК № 8 оба напряжения присутствовали как стандартные. Впоследствии к ним дополнительно было введено рекомендуемое напряжение 230/400 В, а в 1983 г. напряжения 220/380 В и 240/415 В были исключены и заменены на единое стандартное напряжение 230/400 В. Напряжение 380/660 В, используемое в основном в СССР и в Финляндии, заменено на 400/690 В.
Указанной публикацией установлен 20-летний переходный период, к концу которого (2003 г.) все эксплуатируемые ЭП должны иметь номинальные напряжения 230/400 В, а рабочие напряжения в электрических сетях должны находиться в диапазоне ±10 % от указанного напряжения.
Электропромышленность с самого начала переходного периода должна выпускать ЭП напряжением 230/400 В. Для того чтобы старые и новые ЭП нормально работали в общей сети, накладываются 418 ограничения на диапазоны рабочих напряжений в сетях: страны с напряжениями 220/380 В уменьшают нижний предел с –10 % до –6 %, а страны с напряжениями 240/415 В – верхний предел с +10 % до +6 %. В течение переходного периода и те и другие сети будут работать с несимметричными диапазонами допустимых отклонений напряжения шириной 16 % (10 % в одну сторону и 6% – в другую).
В течение 20 лет подавляющее большинство старых ЭП будет заменено новыми. В конце переходного периода диапазоны рабочих напряжений сетей могут быть расширены до ±10 %, но уже по отношению к напряжению 230/400 В.
В 1992 г. методом прямого применения международного стандарта МЭК 38–83 «Стандартные напряжения, рекомендуемые МЭК» был введен ГОСТ 29322–92 «Стандартные напряжения», устанавливающий для распределительных сетей и систем электроснабжения потребителей переменного тока, а также оборудования, работающего в этих системах, стандартные напряжения 230/400 В и 400/690 В.
Развитие экономической ситуации в России в последние 15 лет привело к тому, что большинство бытовых электроприборов стало поставляться из-за рубежа (с номинальным напряжением 230/400 В), их выпуск отечественной электропромышленностью практически сошел на нет, и проблема соответствия низковольтных напряжений решилась сама собой.
Стандартные напряжения сетей и оборудования свыше 1000 В установлены ГОСТ 721 «Номинальные напряжения свыше 1000 В» (табл. П8.1).
Таблица П8.1
Номинальные напряжения свыше 1000 В
* Для трансформаторов и автотрансформаторов, присоединяемых непосредственно к шинам генераторного напряжения электрических станций или к выводам генераторов.
