Vereisten voor elektrische apparaten
Elektrische apparaten is een zeer brede term. Het is een apparaat dat is ontworpen om elektrische circuits en machines te schakelen, bewaken, besturen, beschermen en regelen, evenals een apparaat dat elektrische energie gebruikt om niet-elektrische processen en niet-elektrische machines en apparaten te besturen, te beschermen en te regelen.
Vanuit de werkzijde worden aan elektrische apparaten een aantal eisen gesteld, waarbij dezelfde eisen voor verschillende soorten apparaten van primair en secundair belang kunnen zijn.
Elk elektrisch apparaat werkt in een circuit waarin een bepaalde hoeveelheid spanning staat. De isolatie van het apparaat (de onder spanning staande delen naar de grond en naar elkaar toe) moet een bepaald niveau hebben zodat er geen overlapping en schade aan het apparaat is.
De waarde van de testspanning die het apparaat moet weerstaan, is meestal meerdere malen hoger dan de bedrijfsspanning van het netwerk waarin het apparaat werkt, aangezien er in elk circuit bekende spanningsstijgingen zijn in vergelijking met de normale bedrijfsspanning.
Het isolatieniveau van het apparaat wordt voornamelijk bepaald door de bedrijfsspanning van het netwerk waarin het moet werken, evenals door de bedrijfsomstandigheden van het apparaat (in welke kamer of buiten, of het apparaat nu is aangesloten op een netwerk, waar er atmosferische overspanningen kunnen zijn, evenals om onder speciale omstandigheden te werken).
Aan veel soorten elektrische apparaten wordt blootgesteld werking van kortsluitstromen, waarvan de waarde 15 - 50 (en meer) keer hoger kan zijn dan de normale stromen die door het apparaat vloeien (dit zijn voornamelijk schakelapparaten, stroomtransformatoren, stroombegrenzers, in mindere mate relais).
Overbelastingen veroorzaken grote mechanische krachten in het apparaat en verhogen de temperatuur van onder spanning staande delen aanzienlijk. Het ontwerp van het apparaat moet uiteraard bestand zijn tegen een dergelijk regime en vanuit dit oogpunt worden ook bepaalde eisen aan het elektrische apparaat gesteld, gekenmerkt door de bovengrens van de stroom die het apparaat moet weerstaan, en de tijd gedurende welke de apparaat moet de stroom van kortsluiting pijnloos door zichzelf laten gaan.
Daarna worden aan elk elektrisch apparaat bepaalde eisen gesteld op het gebied van snelheid en nauwkeurigheid van handelen. Deze eisen voor verschillende soorten apparaten zijn iets anders geformuleerd.
Dus voor schakelapparatuur worden deze vereisten beperkt tot het instellen van de aan- en uittijden, voor relais worden naast de actietijd vereisten toegevoegd voor hun werking precies in bepaalde circuitmodi, voor regelaars, evenals voor relais en snelheid en nauwkeurigheid - beide vereisten zijn van het grootste belang, voor het meten van transformatoren — de nauwkeurigheid van het overbrengen van de waarden van primaire stromen en spanningen naar een secundair doel, naar meetapparatuur, tellers, relais, enz.
Zo worden de volgende basisvereisten opgelegd aan elektrische apparaten:
1. Het apparaat moet een zekere "thermische stabiliteit" hebben - niet oververhit raken buiten de toegestane limieten, zowel tijdens de normale circuitmodus als tijdens kortsluiting.
2. Het apparaat moet een bepaald "isolatieniveau" hebben, dat wil zeggen dat de isolatie bestand moet zijn tegen de spanning die tijdens bedrijf aanwezig kan zijn.
3. Een apparaat dat contacten heeft voor het in- en uitschakelen van de stroom, moet deze handeling kunnen uitvoeren: het uit- en inschakelen van de stromen die kunnen ontstaan tijdens de werking van elektrische apparatuur.
4. Automatische apparaten (relais, regelaars, enz.) en automatisch werkende elementen in apparaten (ontkoppelspoelen in automatische machines, enz.) moeten precies in werking treden onder die circuitbedrijfsomstandigheden waaronder ze bedoeld zijn om te werken. Bovendien heeft elk elektrisch apparaat een aantal speciale vereisten die voortvloeien uit het doel en het ontwerp.