Захист електричних мереж і установок напругою до 1000 В

У мережах і установках напругою до 1000 В можливі ненормальні режими, пов'язані зі збільшенням струму (надструмів), до якого призводять перевантаження, самозапуск електродвигунів, коротке замикання. Ці ненормальні режими можуть привести до пошкодження електричних мереж і обладнання, створення ситуацій, небезпечних для персоналу. Тому мережі та установки повинні бути захищені від перевантажень і струмів короткого замикання.
Згідно ПУЕ мережі поділяють на захищаються від перевантажень і струмів короткого замикання і на захищаються тільки від струмів короткого замикання. Захист від перевантажень підлягають наступні мережі:
всередині приміщень, виконані прокладеними відкрито незахищеними ізольованими проводами або проводами з горючою оболонкою;
всередині приміщень, виконані захищеними проводами, прокладеними в трубах, що не згорають будівельних конструкціях і т.п .;
мережі освітлення громадських та торгових приміщень, службово-побутових приміщень промислових підприємств, включаючи мережі для побутових і переносних електроприймачів, а також пожежонебезпечних виробничих приміщень;
силові мережі на промислових підприємствах, в житлових і громадських будівлях, торгових приміщеннях, коли за умовами технологічного процесу або режиму роботи мереж може виникати їх тривале перевантаження;
мережі всіх видів у вибухонебезпечних зовнішніх установках незалежно від умов технологічного процесу або режиму роботи мереж.
Всі інші мережі не вимагають захисту від перевантажень і повинні бути захищені тільки від струмів короткого замикання.
Основними апаратами захисту мереж напругою 380 ... 660 В є запобіжники з плавкими вставками та автоматичні повітряні вимикачі. Від них потрібні найкоротший час відключення і забезпечення селективності. Номінальні струми плавких вставок запобіжників і струми спрацьовування расцепителей автоматичних вимикачів повинні бути мінімально можливими, але не приводять до відключення ланцюга при пуску електродвигунів і короткочасних перевантаженнях.

Захисні апарати встановлюють на початку кожної гілки мережі, тобто на кожній лінії, що відходить від шин підстанції та силових пунктів, на кожному відгалуженні від лінії, на трансформаторних вводах.
Запобіжники застосовують в основному для захисту електроустановок від струмів короткого замикання. Запобіжник, наприклад серії ПР (рис. 1, а) являє собою апарат, що містить плавку вставку J, калібровану на определенниii ток і виконану з легкоплавких матеріалів. Плавкі вставки запобіжників витримують струм на 30 ... 50% вище номінального / н протягом 1 год і більше. При струмі, що перевищує номінальний струм плавких вставок на 60 ... 100%, вони плавляться за час менше 1 ч. Для зменшення часу перегоряння плавкої вставки її виконують плоскою з декількома сужениями або у вигляді паралельно з'єднаних дротів знапаяними на них олов'яними кульками.
Запобіжник і плавку вставку характеризують такі показники:
номінальна напруга - напруга, при якому запобіжник працює тривалий час;
номінальний струм патрона - струм, на який розраховані струмопровідні і контактні з'єднання патрона за умовою тривалого нагрівання;
Захисні апарати встановлюють на початку кожної гілки мережі, тобто  на кожній лінії, що відходить від шин підстанції та силових пунктів, на кожному відгалуженні від лінії, на трансформаторних вводах
Мал. 1. Запобіжник серії ПР (а) і його времятоковая характеристика (б):
I - болтової контакт; 2 - латунна втулка; 3 - плавкахвставка; 4 - фіброва трубка; 5 - латунний ковпачок; 6 - мідний контактний ніж
номінальний струм плавкої вставки - струм, який вона витримує, що не розплавляючись тривалий час;
розривна здатність, яка визначається максимальним відключається струмом / пер, при якому відбувається перегоряння плавкої вставки без небезпечного викиду полум'я і без руйнування патрона;
времятоковая, або захисна, характеристика - залежність часу t повного відключення ланцюга від відключався, струму / (рис. 5.8, б).
До найбільш поширених запобіжників, застосовуваним для захисту електроустановок напругою до 1000 В (табл. технічні характеристики запобіжників на напругу до 1000 В ), Відносяться ПР-2 - запобіжник розбірний, НПН - насипний запобіжник нерозбірний, ПН-2 - запобіжник насипної розбірний.
За конструктивним виконанням запобіжники можна розділити на дві групи: з наповнювачем (наприклад ПН-2, НПН, ПП-17, ПП-18, наповнені дрібнозернистим кварцовим піском); без наповнювача (наприклад ПР-2).

У запобіжниках без наповнювача з закритими розбірними патронами з фібри дуга гаситься газами, що утворюються при розкладанні фібри під час горіння дуги. Електрична дуга при перегорання плавкої вставки запобіжників з наповнювачем з кварцового піску розгалужується між його зернами і охолоджується внаслідок інтенсивної віддачі теплоти наповнювача, що значно скорочує час її горіння.
Плавкі запобіжники вибирають за номінальним струмом плавкої вставки / Б. При цьому повинні бути виконані наступні умови:
номінальний струм плавкої вставки повинен бути не менше максимального струму даному колі в робочому режимі, що запобігає перегорання запобіжника при нормальному режимі роботи;
плавкахвставка не повинна дмухнути під час пуску найпотужнішого електродвигуна, підключеного до цього ланцюга,
номінальний струм плавкої вставки повинен бути не більше трикратного значення тривало допустимого (номінального) струму / доп проводів захищається лінії,
Щоб виконати останню умову, іноді доводиться збільшити площу перерізу проводів лінії.
При захисті лінії, від якої живляться двигуни та інші електроспоживачі,
/ В> / кр / 2,5,
де / кр - короткочасний максимальний струм лінії.
Цей струм визначається за формулою
Плавку вставку підбирають по. більшого з струмів, розрахованих за двома першими умовами. При цьому вибирають найближче більше стандартне значення номінальною струму вставки. Вибір плавких вставок перевіряють за типовими времятоковим характеристикам, наведеним в довідниках.

Мал
Мал. 2. Крива пускового струму електродвигуна і времятоковие характеристики запобіжника для чотирьох різних плавких вставок
На рис. 2 показані крива пускового струму електродвигуна / Пуск (/) і времятоковие характеристики / в = / (/) для чотирьох різних плавких вставок 7- 4. За малюнком видно, що плавка вставка / має недостатню чутливість, а плавкі вставки 3 і 4 перегорять при пуску двигуна. Отже, треба вибирати вставку 2.

Мал. 5.10. Автоматичний вимикач:
1 - дугогасительная решітка; 2, 5, 14 - елементи механізму вільного розчеплювача; 3 - рукоятка; 4 - відключає пружина; 6 - пружина; 7- собачка расцепителя; 8- термобиметаллический елемент; 9 - якір електромагніту; 10 сердечник електромагніта; 11 - шинка расцепителей; 12 - гнучкий провідник; 13 - вісь; 15 - рухливий контакт; 16 - нерухомий контакт; 17 - шина; 18 - кришка; 19 - підстава

Автоматичні вимикачі, або автомати, влаштування одного з яких показано на рис. 5.10, застосовують для захисту елементів мережі від струмів короткого замикання і як оперативних комутаційних апаратів. Управління автоматами може бути ручним і дистанційним. Автомати випускають в одно-, дво- і три- полюсному виконанні для мереж змінного і постійного струму, висувними (з втичні контактами, розташованими на зворотному боці панелі автомата) і невисувними (з переднім приєднанням). Расцепители автоматів бувають тепловими (Т), електромагнітними (М), комбінованими (МТ), мінімальної напруги, незалежного харчування.
Автомат характеризують такі показники:
номінальна напруга - максимальне напруження постійного або змінного струму, при якому автомат нормально працює;
номінальний струм автомата / н а - максимальний тривалий струм його головних контактів;
струм спрацьовування автомата / Сра - найменший струм, при кото ром автомат відключає електричне коло;
граничний струм відключення / пра - найбільший струм, який можна відключити автоматом;
номінальний струм розчеплювача / нр - максимальний тривалий струм, при якому расцепитель не спрацьовує;
струм уставки розчеплювача / у - найменший струм спрацьовування розчеплювача, на який той налаштовується;
ток установки миттєвого спрацьовування електромагнітного розчеплювача / у м, званий струмом відсічення.
Залежно від наявності механізмів, що регулюють час спрацьовування расцепителей, автомати ділять на неселективні з часом спрацьовування 0,02 ... 0,1 с, селективні з регульованою витримкою часу і токоограничивающие з часом спрацьовування не більше 0,005 с.
Технічні характеристики різних автоматів, в тому числі підстанційних типу АВМ, наведені в табл. 5.3.
При виборі автоматів повинні дотримуватися такі умови: номінальний струм автомата / на і струм уставки розчеплювача / у повинні бути більше розрахункового струму / р, тобто
Автоматичні вимикачі, або автомати, влаштування одного з яких показано на рис
(5.50)

струм уставки миттєвого спрацювання (відсічення) електромагнітного розчеплювача / у м приймається в залежності від пікового
струм уставки миттєвого спрацювання (відсічення) електромагнітного розчеплювача / у м приймається в залежності від пікового   струму лінії I   (5
струму лінії I
(5.51)
(5.52)
де / кр струм уставки комбінованого розчеплювача; / Пуск - пусковий струм електродвигуна.
Для теплових расцепителей з регульованою характеристикою, що має зворотну залежність від струму, необхідно дотримуватися умова

(5.53)
де / тр - струм уставки теплового розчеплювача.
При виборі запобіжників і автоматів важливо забезпечити селективність (тобто вибірковість), яка полягає в послідовному відключенні ділянок мережі з певними часовими інтервалами в напрямку від місця пошкодження до джерела живлення. Вибірковість спрацьовування автоматів досягається зміною часу їх спрацьовування. Вибірковість в роботі запобіжників с / в <200 А буде забезпечена, якщо номінальний струм кожної наступної (у напрямку струму) вставки буде відрізнятися від номінального струму попередньої вставки не менше ніж на два щаблі.

© 2008 — 2012 offroad.net.ua . All rights reserved. by nucleart.net 2008