Выбор предохранителей


Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей

Поскольку пусковой ток электродвигателя в несколько раз превышает номинальный, во избежание поломки на механизм устанавливается предохранитель. Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей осуществляется с учетом отстройки от пускового тока. При этом максимальный номинальный ток плавкой вставки должен быть больше номинального тока самого предохранителя, а расчетный ток цепи превышать оба эти показателя. Плавкие вставки отстраиваются по времени таким образом, чтобы они не расплавились до момента полного завершения процесса пуска двигателя. Обычно расчет выполняется с условием, чтобы пусковой ток был меньше или равен половине тока, способного расплавить вставку.

Выбор предохранителей по типу пуска двигателей

По частоте и времени пуска асинхронные электродвигатели делятся на два типа:

  • Агрегаты с легким запуском (в насосах, металлорежущих станках, вентиляторах). Они запускаются достаточно редко (не более 15 раз за 1 час), процесс пуска занимает от 3 до 5 секунд.
  • Агрегаты с тяжелым пуском (в шаровых мельницах, центрифугах, подъемных кранах). Их запуск происходит чаще (от 15 раз за 1 час) и пуск продолжается 10 и более секунд. Для этого вида движков перегорание вставки при запуске недопустимо.

Для расчета номинального тока вставки значение пускового тока двигателя делится на коэффициент условий пуска. Первое значение определяется с помощью измерений, по каталогу или паспорту. Второе значение равно 2,5 для механизмов с легким пуском и от 1,6 до 2 – для механизмов с тяжелым пуском.

Важно предварительно точно определить время пуска и сделать замеры напряжения на вводах механизма в момент пуска, поскольку возможно ложное перегорание вставки при номинальной работе агрегата вследствие ее окисления и нагрева (как результат – уменьшение сечения и ухудшение состояния контактов).

Сгорание вставки при пуске приводит к тому, что двигатель начинает работать на двух фазах и быстро ломается. Поэтому, если уровень чувствительности механизма к КЗ позволяет, нужно выбирать более грубые чем по результатам расчетов вставки. Для каждого двигателя необходим отдельный аппарат защиты. Установка общего аппарата для нескольких двигателей допускается при соблюдении следующих условий:

  • механизмы маломощные;
  • в цепи каждого двигателя установлены аппараты защиты от перегрузки и пусковые аппараты с достаточной термической устойчивостью.

Предохранители для защиты магистралей

В магистрали, питающей несколько двигателей, защита должна обеспечивать как их самозапуск, так и пуск механизма с наибольшим показателем пускового тока. При расчете защиты необходимо определить:

  • двигатели, отлучающиеся при исчезновении или понижении напряжения;
  • двигатели, остающиеся включенными;
  • двигатели, повторно включающиеся при появлении напряжения.

Выбор предохранителей асинхронных электродвигателей в магистрали без самозапускающихся механизмов осуществляется с учетом соотношения максимального кратковременного тока линии и пускового тока двигателя/двигателей, включаемых одновременно.

Защиту агрегатов от перегрузки обеспечивают тепловые реле, которые встроены в автоматические выключатели или магнитные пускатели. Так как при возникновении КЗ контакты часто разрушаются, необходимо обеспечить условия, при которых предохранитель отключит двигатели до того, как контакты пускателя разомкнутся. Поэтому ток вставки предохранителя должен быть в 10-15 раз меньше, чем ток короткого замыкания – это позволяет отключать ток КЗ на время от 0,15 до 0, 2 секунд.


Обзор и выбор плавких вставок для предохранителя  

Автор Alexey На чтение 5 мин. Просмотров 2.5k. Опубликовано Обновлено

Плавкий предохранитель – это классика электротехники в сфере защиты сетей от перегрузок и кз. Хотя в наше время его с успехом заменяют защитные автоматы, есть огромное множество примеров, где плавкая вставка является незаменимым предохранительным звеном в электрической цепи: электронная аппаратура, автомобильная электросеть, промышленные электроустановки, системы энергоснабжения.

предохранители пробкового типа

Пробковые предохранители до сих пор работают во множестве распределительных щитов жилого фонда на пост советском пространстве. Благодаря своей миниатюрности, безотказности, дешевизне, возможности быстрой замены, неизменности характеристик в процессе работы, плавкие предохранители не утратили актуальности, и предлагаемая статья будет полезной, чтобы осуществить выбор предохранителей, которым свойственны такие основные параметры:

  • Un – номинальное рабочее напряжение;
  • Iвс – номинальный ток плавкой вставки, при превышении которого она перегорает;
  • Iп – номинальный ток предохранителя.

Терминология

В электротехнике предохранителем называют устройство защиты от перегрузок по току, имеющее одноразовый компонент, называемый плавкой вставкой, размыкающей электрическую цепь при достижении обусловленных параметров, за счёт расплавления проводника.

Другими словами, электрический предохранитель являет собой многоразовый держатель, в который вставляется одноразовая вставка, плавящаяся при превышении Iвс. В быту эти два термина принято считать идентичными, но в технических описаниях Iп равняется максимально возможному Iвс, так как определённые типы предохранителей предусматривает использование вставных элементов с различнымIвс.

Например, в предохранитель НПН2-60 можно вставлять плавкие вставки с Iвс от 6 до 60А, соответственно его Iп равняется 60А.

предохранители серии НПН разных токов

Принцип работы

Конструктивно одноразовый элемент исполняется в виде проводника малого сечения, заключённого в защитную стеклянную, фарфоровую или пластмассовую оболочку. При значениях, близких к Iвс, происходит тепловыделение, недостаточное для того, чтобы разогреть проводник до температуры плавления из-за рассеивания тепла. При превышении Iвс, происходит расплавление токопроводящего материала и электрическая цепь обрывается.

Существует большая разновидность данных компонентов – от тонких проволок, используемых для защиты электронных приборов, до массивных пластин, предназначенных для работы в цепях с током, превышающим тысячи ампер.

Срабатывание плавкого предохранителя происходит в несколько этапов: разогрев, расплавление и испарение металла, электрическая дуга, гашение дуги. Последний этап означает полное отключение, и чтобы дуга погасла, номинальное напряжение предохранителя не должно быть меньше напряжения сети.

Условия эксплуатации

Температура нагрева плавкой вставки не должна превышать допустимых значений во время длительной эксплуатации предохранителя. Поэтому, Iвс и Iп должны выбираться величиной равной или на одно значение большей номинального тока нагрузки защищаемой сети. Но также следует учитывать, что цепь не должна разрываться при пусковых стартовых перегрузках подключаемых электроприборов.

Например, для старта асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором требуется ток, превышающий семикратное значение номинального, который падает по мере разгона ротора до рабочих оборотов. Время запуска зависит от характеристик каждого конкретного электроприбора.

Время токовая характеристика

Применение предохранителей в цепях с кратковременными перегрузками возможно благодаря тому, что при превышении IBC отключение происходит не сразу, а спустя некоторое время, необходимое на нагрев расплавляемого провода. Период срабатывания зависит от температуры окружающей среды и предназначения предохранителя, который можно узнать по графикам время токовой зависимости. За короткое время перегрузки материал плавящегося элемента не успевает перегреться до момента возврата нагрузки в нормальное значение.

Время токовая характеристика для предохранителей серии ППН, где в зависимости от величины тока указано время их перегорания

Время токовые характеристики предохранителей

Различное время отключения

Разветвление графиков означает работу в горячих (влево) и холодных (вправо) средах. Для ППН с Iвс=25А, при I=100А отключение произойдёт за одну секунду (красные линии). При I=50А понадобится приблизительно 40с. на срабатывание (зелёный цвет на графике).

При I=30А (синие отрезки) предохранитель будет держать нагрузку около получаса (2000с/60м) при высоких температурах. Из графика видно, что в холодных условиях при I=30А он фактически не перегорит никогда. Поэтому, выбор плавких предохранителей стоит осуществлять, сверяясь с его времятоковой характеристикой, узнавая время отключения при определённых условиях.

Расчёт Iвс согласно ПУЭ 5.3.56.

Отношение пускового тока Iп.эд. к Iвс не должно превышать 2,5, иначе предохранитель не выдержит стартовых перегрузок. Этот коэффициент принимается для двигателей с лёгким запуском, а для тяжёлых условий (частые запуски, большое время разгона) применяется отношение 2,0-1,6.
То есть,

Ток запуска электродвигателя указывается в его паспорте, а также на самом корпусе. Допустим, Iп.эд = 60А. Для того чтобы предохранитель выдержал этот ток и исправно защищал от короткого замыкания и длительных перегрузок, по вышеприведённой формуле нужно рассчитать Iвс=60/2,5=24А. Выбираем ближайшее значение из серии ППН – 25А.

Таблица выбора некоторых типов предохранителей

Смотрим на время токовую характеристику, где видно, что время отключения при 60А находится в пределах 10-20с., чего вполне хватает для набора оборотов двигателем.

Допустим у Вас несколько электродвигателей и вам необходимо защитить линию , для этого необходимо :

где —  —  сумма всех токов одновременно работающих электродвигателей, равна расчетному току в линии;

—  пусковой ток эл. двигателя самой большой мощности ;

—  ток расчетный  самой большой мощности из числа работающих эл. двигателей.

После расчета необходимо соблюдать это условие :

Временный предохранитель («жучок»)

Ещё одно замечательное средство плавких предохранителей – возможность его ремонта с помощью подручных средств, но только для временной замены, произведя расчет по сложным формулам, или выбрав диаметр проводника из таблицы:

Таблица для выбора временных плавких вставок

Измерять толщину проволоки нужно микрометром или штангенциркулем. При отсутствии таковых, можно намотать проволоку на карандаш, измерить длину намотки, поделив её на количество витков получить приблизительный её диаметр.

Выбор предохранителя для трансформаторной подстанции

 

При выборе предохранителей нужно соблюдать следующие условия:

  • Предохранитель должен выдержать номинальный ток трансформатора Iнt и возможные перегрузки трансформатора 1,3-1,4 Iнt;
  • Ток включения обычно 8-12 IНt не должен расплавить плавкий элемент быстрее 0,1с;
  • Ток короткого замыкания должен быть меньше максимального тока отключения и ток короткого замыкания должен быть больше минимального тока отключения предохранителя.

Исходя из этих условий и номинальной мощности трансформатора в таблице приведены рекомендуемые значения номинального тока предохранителя.

Номинальная мощность транс-ра (кВА) 6/7,2 кВ 10/12 кВ 20/24 кВ 35/40,5 кВ

Ном. первичный ток

транс-ра (A)

Номинальный

ток пред-ля

Ном. первичный ток

транс-ра (A)

Номинальный

ток пред-ля

Ном. первичный ток

транс-ра (A)

Номинальный

ток пред-ля

Ном. первичный ток

транс-ра (A)

Номинальный

ток пред-ля

6 кВ 7,2 кВ

IFmin

(А)

IFmax

(А)

10 кВ 12 кВ

IFmin

(А)

IFmax

(А)

20 кВ 24 кВ

IFmin

(А)

IFmax

(А)

35 кВ 40,5 кВ

IFmin

(А)

IFmax

(А)

50 4,8 4,1 10 16 2,9 2,4 6 10 1,5 1,2 4 6 0,83 0,77 4 6
75 7,2 6,2 16 20 4,3 3,6 10 16 2,2 1,8 4 6 1,2 1,1 4 6
100 9,6 8,2 25 32 5,8 4,8 10 16 2,9 2,4 6 10 1,7 1,5 6 10
125 12,1 10,3 32 40 7,2 6 16 20 3,6 3,0 6 10 2,1 1,8 6 10
160 15,4 13,2 40 50 9,2 7,7 20 25 4,6 3,8 10 16 2,7 2,4 6 10
200 19,2 16,4 40 50 11,5 9,6 25 32 5,8 4,8 10 16 3,2 2,4 10 16
250 24,1 20,6 50 63 14,4 12 32 40 7,2 6,0 16 20 4,1 3,6 10 16
315 30,3 26 50 63 18,2 15,2 40 50 9,1 7,6 20 25 5,2 4,6 16 20
400 38,5 33 63 80 23 19,2 50 63 11,5 9,6 25 32 6,6 5,8 20 25
500 48,1 41,2 80 100 28,8 24 50 63 14,4 12 32 40 8,2 7,2 20 25
630 60,6 51,9 100 125 36,4 30,3 63 80 18,1 15,2 40 50 10,4 9 25 32
800 76,9 66 100 125 46,2 38,5 80 100 23,1 19,2 50 63 13,2 11,5 40 50
1000 96,2 82,5 125 160 57,7 48,1 100 125 28,8 24,1 50 63 16,5 14,4 50 63

 

Выбор, замена и ремонт плавких предохранителей | Лампа Эксперт

Несмотря на повсеместное применение автоматических выключателей, одними из самых распространённых для защиты от коротких замыканий и перегрузок являются плавкие предохранители или плавкие вставки. В некоторых домах и квартирах всё ещё до сих пор стоят так называемые керамические "пробки", в которых сменной деталью является именно плавкий предохранитель. В бытовой аппаратуре и электронных изделиях плавкие вставки также применяются до сих пор и будут применяться ещё долгое время. Связано это с небольшими габаритами, надёжностью и дешевизной производства.

Виды плавких предохранителей

Виды плавких предохранителей

Внутреннее устройство, принцип работы, виды плавких предохранителей и их проверка

Их конструкция и размеры бывают совершенно разными, а от величины номинального напряжения непосредственно зависит их длина. Чем больше расстояние между контактами, тем выше напряжение. Номинальный ток определяется сечением проволоки, расположенной внутри корпуса. 

Принцип его работы предельно прост. При протекании по проволоке, соединяющей контакты предохранителя, номинального тока, эта проволока разогревается до температуры около 70 °С. А при повышении тока она разогревается до температуры плавления и перегорает, тем самым размыкая цепь. Именно по этому предохранители и называют плавкими вставками. Аналогичная ситуация возникает при коротком замыкании, только происходит за доли секунды, тем самым защищая все элементы, подключенные после вставки.

Места применения предохранителей делятся на три основных вида:

1. Промышленные. Данные модели предохранителей могут быть разборными и комплектоваться сменными плавкими вставками или патронами. Корпус после короткого замыкания не заменяется, если он не получил механических повреждений, не способных создавать герметичность, а внутренние стенки не покрыты нагаром или электропроводящими частицами от самой вставки, вплавившейся в кварцевый песок под воздействием электрической дуги. По виду контактов делятся на:

  • Кварцевые или бочковые. Являются высоковольтными предохранителями до 36 кВ. Корпус имеет форму трубы из керамики, а контактами являются 2 колпачка, сделанных из меди с покрытием серебра или латуни. Внутри засыпается кварцевый песок и протянуты сами вставки, закрученные спиралью. При возникновении электрической дуги и перегорании, они как пружины расходятся в стороны, прижимаясь к контактам, тем самым гася дугу.
Устройство высоковольтного предохранителя

Устройство высоковольтного предохранителя

  • Ножевые (220 В, до 1250 А). Корпус имеет в основном прямоугольную форму, но может быть и трубчатый, а контактами являются две пластины с припаянной между ними плавкой вставкой, монтирующиеся на 2 крышки, с засыпанным в середине кварцевым песком, для гашения электрической дуги. Одна из сторон пластин может заужена или заострена, на подобии лезвия ножа.
Устройство ножевого предохранителя

Устройство ножевого предохранителя

2. Бытовые. По сфере применения делятся на:

  • Пробковые (220 В, до 63 А). Являются вводной защитой квартиры или дома. Имеют форму и устройство, схожее с трубчатыми. Пустота внутри заполняется мелким кварцевым песком.
Пробковый предохранитель

Пробковый предохранитель

  • Слаботочные, применяются  для защиты электронных изделий и приборов. Форма трубчатая, корпус может быть сделан керамическим или из стекла. Контакты сделаны из оцинкованной стали.
Слаботочный предохранитель

Слаботочный предохранитель

3. Вилочные. Применяются для защиты электрических цепей в автомобилях. Отличаются друг от друга размером (малые, средние и большие), видом корпуса, количеством и различным видом вилок, а также цветом, обозначающим номинальный ток. Являются неразборными.

Виды автомобильных предохранителей

Виды автомобильных предохранителей

Проверить любую плавкую вставку можно тестером, мультиметром или прозвонкой. Задача состоит в убеждении, что цепь предохранителя цела и способна проводить электрический ток.

Проверка прдохранителя мультиметром

Проверка прдохранителя мультиметром

Подбор предохранителя по номинальной мощности электроприбора и его замена

После проверки предохранителя и определения его выхода из строя, его необходимо заменить. Обычно номинал нанесён на корпус или продавлен на контактах. Но что делать, если прочитать не получается из-за повреждений или в прибор до вас уже кто-то лазил и менял предохранитель, а вы не уверены в его соответствии. Если вам известна мощность потребляемая электроприбором, то можно самостоятельно рассчитать номинальный ток по формуле:

Iном = Pмакс / Uном

Номинальный ток (Ампер) равен частному от максимальной мощности (Ватт) электроприбора, делённой на номинальное напряжение сети (Вольт).

Например, сгорел предохранитель в телевизоре, а узнать его номинал не выходит. Но на шильдике, расположенном на задней стенке корпуса, указана мощность потребления 150 Ватт. 

150 / 220 = 0,68, округляем до ближайшего большего стандартного значения и получаем результат — 1 А.

При расчёте вы получаете точное значение тока, которое может не соответствовать ряду номинальных токов. По этому расчётное значение с учётом запаса 5% округляется до ближайшего стандартного значения. Также для простоты можно воспользоваться таблицей с номиналами стандартных предохранителей, с учётом их подключения к сети 220 Вольт.

Таблица номинальных токов предохранителей

Таблица номинальных токов предохранителей

Замена предохранителя так же как и его проверка, обязательно должна происходить при отключённом от сети электроприборе, во избежание поражения электрическим током и случайному КЗ. Также есть негласное правило: «если после замены другой предохранитель тоже перегорел, то надо искать неисправность в самом электроприборе, а установка предохранителя с большим номинальным током, однозначно приведёт к ещё большему повреждению электроприбора, вплоть до его не ремонтопригодности».

Ремонт плавкого предохранителя

Автомобильные вилочные вставки не подлежат ремонту из-за конструктивных особенностей, по этому меняются только на новые. Все виды промышленных предохранителей, если в них предусмотрена возможность ремонта, обязательно комплектуются заводскими запчастями и ремонт производится квалифицированным персоналом. Любая попытка изготовить самоделку плавкой вставки из, того что под рукой может привести к повреждению оборудования, установленного рядом или ими защищаемого. Это обусловлено большими токами и напряжением, протекающими через них. 

А вот бытовые можно отремонтировать в домашних условиях, точно зная сечение вставки и имея под рукой такие инструменты как: плоскогубцы, паяльник с припоем, при необходимости сверло на 1-2 мм с шуруповёртом или дрелью и иголку от медицинского шприца нужного диаметра. При выходе из строя, корпус и контакты обычно остаются целыми, а перегорает сама проволока. По этому если под рукой не оказалось рабочего предохранителя, то можно дать перегоревшему вторую жизнь. Существуют 2 основных способа ремонта:
  • Аккуратно снять контактные колпачки, не повредив корпус предварительно их нагрев. Отлично подходит для плавких вставок бочкового типа, где сам корпус изготавливается из керамики. Сняв колпачки и высыпав мелкий кварцевый песок, если есть, с остатками проволоки, нужно проверить внутреннюю поверхность корпуса на сажу и частички оплавленной проволоки с песком, для предотвращения не контролированного горения электрической дуги в дальнейшем. Отмеряем заранее выбранный кусочек проволоки, зачистив его концы от лака или окисленного слоя и продеваем через корпус. Зачищенные концы должны быть загнуты снаружи к корпусу и равны длине контактов. Прижимаем с одной стороны вставку одним из колпачков, далее засыпаем очищенный кварцевый песок назад и закрываем второй контактный колпачок. Для слаботочных со стеклянным корпусом данный способ подойдет только в случае обязательной чистки внутри корпуса и отсутствия паяльника с дрелью под рукой. 
Ремонт предохранителя со стеклянной колбой

Ремонт предохранителя со стеклянной колбой

Ремонт предохранителя со стеклянным корпусом и снятием контактных колпачков

  • Аккуратно паяльником очищаем отверстия по бокам извлекаем сгоревшие куски проволоки, вставляем новую и припаиваем к наконечникам. Этот способ подходит для слаботочных предохранителей, на контактах которых с завода предусмотрены отверстия, запаянные свинцовым припоем с концами плавкой вставки. Ремонт довольно прост. Снимаем при помощи паяльника свинцовый припой освобождая заводское отверстие и достаём остатки проволоки. Пример заводского колпачка с отверстиями
  • Просовываем новый кусок, совпадающий по сечению со сгоревшим и запаиваем обратно.Пример предохранителя с просунутой проволокой
Пример предохранителя с просунутой проволокой

Пример предохранителя с просунутой проволокой

Для удобства просовывания, можно использовать медицинскую иглу, с просунутой в ней вставкой. Данный вариант применяется для тонкой проволоки, которая легко изгибается, усложняя тем самым работу. Если в конструкции контактных колпачков не предусмотрено отверстие, то можно его аккуратно просверлить, после зачистить от окисленного слоя и запаять вместе концами вставки.

Пример с медицинской иглой

Пример с медицинской иглой

Расчёт и подбор диаметра проволоки плавкого предохранителя

В заводских предохранителях используются различные виды металлов: медь, серебро, олово, алюминий, железо. Но в домашних условиях обычно самым доступным является медь, на всякий случай вот таблицы с указаниями диаметров проволоки, соответствующих номинальному току для разных видов металлов.

В случае, если необходим предохранитель на ток, не указанный в выше представленной таблице, то можно воспользоваться специальными формулами:

  • Для малых токов (с диаметром проволоки от 0,02 до 0,2 мм) используется формула:

d = Iпл ∗ k+0,005

  • Для больших токов (с диаметром проволоки более 0,2 мм) используется формула:

Где Iпл — ток плавкой вставки в амперах, а k и m коэффициенты, зависящие от материала проводника и приведённые в следующей таблице.

Таблица с коэффициентами k и m

Таблица с коэффициентами k и m

Также диаметр неизвестной нам проволоки можно узнать и подобрать при помощи микрометра.

А если его нет, то можно воспользоваться довольно примитивным дедовским способом. Намотать на любую длинную поверхность (линейка, карандаш)проволоку в 10-20 витков, плотно прижав их друг к другу и замерять полученной расстояние линейкой или штангенциркулем. После поделить его на количество витков. 

Пример замера диаметра витков штангенциркулем

Пример замера диаметра витков штангенциркулем

Например, на картинке изображена ширина намотанных витков 9 мм на 20 витков. Разделив 9 на 20 получаем, что диаметр проволоки, если отбросить 0,05 мм на зазоры между витками, примерно равен 0,40 мм. При помощи этой проволоки можно восстановить предохранитель на 20 А.

Применение "жучков" на предохранителях

Жучком называется намотанная снаружи на контактные наконечники проволока. Данный способ недопустим ни для каких-либо видов предохранителей, из-за определённых конструктивных особенностей:

  1. Невозможно точно рассчитать длину проводка, даже если намотать меньшее сечение. Данный вариант из разряда "и так сойдёт" и обычно делается на глаз. Если длина проволоки окажется короткой, то она опять перегорит, а если длинной — она будет пропускать через себя больший ток чем необходимо, что может вывести из строя всё оборудование, запитанное после вставки или наоборот брать ток, больше чем указан и расчитан в общей цепи и вывести из строя предохранители, стоящие перед ней. Как пример, намотанный экстренно или для увеличения номинального тока жучёк на высоковольтную вставку или губочный фиксатор, может вызвать перегорание защитных вставок, установленных перед ним в общей цепи и вызвыть аварийное отключения целого района или города.Вот такие жучки и номиналы вставок бывают в подстанциях
пример жучка

пример жучка

2. Расположение плавкой вставки снаружи, в случае КЗ и возникшей электрической дуги, может вывести из строя ближашие к предохранителю контактные соединения или приборы.Предохранитель сплавкой вставкой снаружи

Намотанный снаружи жучок

Намотанный снаружи жучок

Надеюсь что данная информация поможет вам в непредвиденных ситуациях и убережет от необдуманных поступков, которые могут привести к большим финансовым потерям, вызванным казалось бы такой мелочью как плавкая вставка.

Выбор плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей

Выбор плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и расцепи­телей автоматических выключателей, служащих для защиты отдель­ных участков сети от токов короткого замыкания и перегрузок, сле­дует выбирать по возможности минимальными, но не меньшими рас­чётного тока нагрузки защищаемой линии

где Iвс — номинальный ток плавкой вставки предохранителя;

Iа — номинальный ток расцепителя автоматического выключателя,

Iр — расчётный ток линии.

При этом допустимая длительная нагрузка на провода в сетях должна составлять не менее 125% номинального тока защитного ап­парата.

В сетях, не требующих защиты от перегрузки, защитные аппара­ты должны иметь по отношению к допустимым длительным токовым нагрузкам на провода следующую кратность:

номинального тока плавких вставок предохранителей — не более чем в 3 раза;

номинального тока расцепителей автоматов — не более чем в 1,5 раза.

Для защиты линий, подводящих ток к отдельным короткозамкнутым электродвигателям, номинальный ток плавкой вставки предо­хранителя выбирается из условий:

In — пусковой ток электродвигателя, который равен номинально­му току электродвигателя, умноженному на кратность пускового тока

где Iн — номинальный ток электродвигателя;

к — кратность пускового тока, принимаемая по каталожным данным.

Для защиты линии, питающей несколько электродвигателей, плавкая вставка выбирается из условий:

где ΣIн — сумма расчётных токов всех одновременно работающих электродвигателей, равная расчётному току в линии;

Iннд — расчётный ток наибольшего по мощности электродвига­теля из числа работающих;

Iпнд — пусковой ток наибольшего по мощности электродвигателя.

При этом обязательно должно соблюдаться следующее условие:

Автоматические выключатели всех типов должны выбираться по расчётному току защищаемой линии.

Аппараты защиты располагают по возможности в таких доступных местах, в которых исключена возможность их механического повреждения.

Аппараты защиты нужно устанавливать там, где сечение проводни­ка уменьшается (по направлению к местам потребления электроэнер­гии), или там, где это необходимо по условиям защиты, непосредст­венно в местах присоединения защищаемого проводника к питающей линии.

При защите сетей предохранителями последние устанавливаются:

а) на всех нормально незаземлённых полюсах или фазах;

б) в нулевых и нейтральных проводниках двухпроводных линий, и нормальных помещениях с сухими плохо проводящими полами (в жи­лых, конторских, учебных, лечебных, торговых и складских поме­щениях).

В нулевых и нейтральных проводниках двухпроводных ответвле­ний от этажных щитков на лестничных клетках жилых зданий уста­новка предохранителен не требуется.

Запрещается устанавливать предохранители в нулевых и нейт­ральных проводниках трёх- и четырёхпроводных линий и в нулевых проводниках двухпроводных линий, где требуется заземление.

При защите сетей автоматическими выключателями максимальные расцепители должны устанавливаться во всех нормально незаземлённых фазах или полюсах.

Удельные расчётные нагрузки для осветительной сети и бытовых электроприборов

Примечание. Нормы таблицы учитывают осветительную и бытовую нагрузку квартир, а также осветительную нагрузку лестниц и проходов с соответствующими коэффициентами спроса.

Коэффициенты спроса (кс) для осветительных нагрузок по группам потребителей

Коэффициенты спроса (кс) и коэффициенты мощности (cos φ) по группам силовых токоприёмников

Значения коэффициента с

Коэффициент с зависит от рода тока, напряжения сети и материала проводника


15 Предохранители, параметры, требования, характеристики

Лекция №11.

Тема лекции:

11. Предохранители,    параметры,   требования,   характеристики.    Выбор предохранителей.

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Предохранители — это электрические аппараты, предна­значенные для зашиты электрических цепей от токовых пе­регрузок и токов КЗ. Основными элементами предохрани­теля являются плавкая вставка, включаемая последова­тельно с защищаемой цепью, и дугогасительное устройство.

К предохранителям предъявляются следующие требо­вания.

Рекомендуемые материалы

1. Времятоковая характеристика предохранителя долж­на проходить ниже, но возможно ближе к времятоковои ха­рактеристике защищаемого объекта.

2.  Время срабатывания предохранителя при КЗ должно быть минимально возможным, особенно   при защите полупроводниковых приборов.   Предохранители должны рабо­тать с токоограничением .

3. При КЗ в защищаемой цепи предохранители должны обеспечивать селективность защиты.

4. Характеристики предохранителя должны быть ста­бильными, а технологический разброс их параметров не должен нарушать надежность защиты.

5. В связи с возросшей мощностью установок предохра­нители должны иметь высокую отключающую способность.

6. Конструкция предохранителя должна обеспечивать возможность быстрой и удобной замены плавкой вставки при ее перегорании.

НАГРЕВ  ПЛАВКОЙ   ВСТАВКИ   ПРИ   ДЛИТЕЛЬНОЙ   НАГРУЗКЕ

Основной характеристикой предохранителя является времятоковая характеристика, представляющая собой зави­симость времени плавления вставки от протекающего тока. Для совершенной защиты желательно, чтобы времятоковая характеристика предохранителя (кривая 1 на рис. 11.1) во всех точках шла немного ниже характеристики защищае­мой цепи или объекта (кривая 2 на рис. 11.1). Однако ре­альная характеристика предохранителя (кривая 3) пересе­кает кривую 2. Поясним это. Если характеристика предо­хранителя соответствует кривой 1, то он будет перегорать из-за старения или при пуске двигателя. Цепь будет отключаться при отсутствии недопустимых перегрузок. По­этому ток плавления вставки выбирается больше номи­нального тока нагрузки. При этом кривые 2 и 3 пересека­ются. В области больших перегрузок (область Б) предо­хранитель защищает объект. В области А предохранитель объект не защищает.

При небольших перегрузках (l,5–2) IH0M нагрев предо­хранителя протекает медленно. Большая часть тепла отда­ется окружающей   среде.   Сложные условия    теплоотдачи     затрудняют расчет плавкой вставки.

Ток, при котором плавкая встав­ка сгорает при достижении ею уста­новившейся температуры, называет­ся  пограничным   током IПОГР.

Рис. 11.1. Согласование характеристик пре­дохранителя и защищаемого объекта

Для того чтобы предохранитель не срабатывал при номи­нальном токе Iном., необходимо. С другой сто­роны, для лучшей защиты значение IПОГР.  должно быть воз­можно ближе к номинальному. При токах, близких к погра­ничному, температура плавкой вставки должна прибли­жаться к температуре плавления.

В связи с тем, что время плавления вставки при погра­ничном токе велико (более 1 ч) и температура плавления ее материала составляет много сотен градусов Цельсия, все детали предохранителя нагреваются до высоких темпе­ратур. Происходит тепловое старение плавкой вставки.

Для снижения температуры плавления вставки при ее изготовлении применяются легкоплавкие металлы и спла­вы. Материалы плавких вставок и их свойства даны в табл. 11.1.

Металл вставки

Удельное сопротив­ление р , мкОм•м

Температура, °С

допустимая

плавления

Медь

Серебро

Цинк

Свинец

0,0153

0,0147

0,05

0,21

250

200

150

1083

961

419

327

Материалы плавких вставок и их свойства Таблица   11.1

 

Наименьшую температуру плавления имеет свинец. Но удельное сопротивление свинца в 12 раз выше, чем у меди. Для того чтобы при прохождении данного тока вставка на­грелась до допустимой температуры (150 °С), ее сечение должно быть значительно больше, чем сечение вставки из меди.

При плавлении вставки пары металла ионизируются в возникающей дуге благодаря высокой температуре. Из-за большого объема вставки количество паров металла в дуге велико, что затрудняет ее гашение и уменьшает предель­ный ток, отключаемый предохранителем. Из-за этих осо­бенностей вставок из легкоплавких металлов широкое распространение получили медные и серебряные плавкие встав­ки с металлургическим эффектом, который объясняется ниже. На тонкую медную проволоку (диаметром менее 0,001 м) наносится шарик из олова. При нагреве вставки сначала плавится олово, имеющее низкую температуру плавления (232СС). В месте контакта олова с проволокой начинается растворение меди и уменьшение ее сечения. Это вызывает увеличение сопротивления и повышение потерь в этой точке. Процесс длится до тех пор, пока медная про­волока не расплавится в точке расположения оловянного шарика. Возникшая при этом дуга расплавляет прово­локу на всей длине. Применение оловянного шарика снижает среднюю температуру плавления вставки до 280 °С.

Отношение IПОГР / Iном.,   уменьшается до 1,2, что дает улуч­шение времятоковой характеристики.

Стабильность времятоковой характеристики в значи­тельной степени зависит от окисления плавкой вставки. Свинец и цинк образуют на воздухе пленку оксида, кото­рая предохраняет вставку от изменения сечения. Медная вставка при длительной работе и высокой температуре ин­тенсивно окисляется. Пленка оксида при изменении темпе­ратурного режима отслаивается, и сечение вставки постепен­но уменьшается. В результате плавкая вставка перегорает при номинальном токе, если ее температура при токе, близ­ком к пограничному, выбрана высокой. В табл. 11.1 приве­дены рекомендуемые допустимые температуры   вста­вок при номинальном токе. Температура медной вставки при токе, близком к номинальному, должна быть значитель­но ниже тепмературы плавления. Поэтому приходится за­вышать сечение вставки и тем самым увеличивать отноше­ние IПОГР / Iном.,  примерно до 1,8, что ухудшает защитные свойства предохранителя.

Серебряные плавкие вставки не подвержены тепловому старению, и для них отношение IПОГР / Iном.,  определяется только нагревом.

У вставок из легкоплавких материалов эксплуатационная температура ближе к температуре плавления, что поз­воляет снизить отношение IПОГР / Iном., до 1,2—1,4.

В настоящее время в качестве материала плавкой встав­ки начали применять алюминий. Пленка оксида на поверхности вставки защищает алюминий от коррозии и де­лает характеристику предохранителя стабильной. Большее удельное сопротивление материала компенсируется увеличением сечения вставки. Алюминий имеет температуру плавления ниже, чем у меди  (658 против 1083 °С).

Времятоковые характеристики предохранителей со вставками постоянного сечения из легкоплавкого металла хорошо согласуются с характеристиками силовых транс­форматоров и других подобных объектов. Это объясняется низкой температурой плавления, стойкостью против корро­зии и малой теплопроводностью материала таких вставок.

Медная вставка из-за высокой теплопроводности, высо­кой температуры плавления и большого отношения IПОГР / Iном   в области малых перегрузок не обеспечивает защиту объ­екта (область А, рис. 11.1).

КОНСТРУКЦИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

а) Предохранители с гашением дуги в закрытом объеме. Прсдохранители на токи от 15 до 60 А имеют упрощенную конструкцию. Плавкая вставка 1 прижимается к латунной обойме 4 колпачком 5, которые является выходным контактом (рис. 16.3, а). Плавкая вставка 1 штампуется из цинка, являющегося легкоплавким и стойким к коррозии материалом. Указанная форма вставки позволяет получить благоприятную времятоковую (защитную) характеристику. В предохранителях на токи более 60 А плавкая вставка 1 присоединяется к контактным ножам 2 с помощью болтов (рис. 11.2, б).

Вставка располагается в герметичном трубчатом патроне, который состоит из фибрового цилиндра 3, латунной обоймы 4 и латунного колпачка 5.

При отключении сгорают суженные перешейки плавкой вставки, пос­ле чего возникает дуга. Под действием температуры дуги фибровые стенки патрона выделяют газ, в результате чего давление в патроне за доли полупериода поднимается до 4—8 МПа. За счет увеличения давле­ния поднимается вольт-амперная характеристика дуги, что способству­ет ее быстрому гашению.

Плавкая вставка может иметь от одного до четырех сужений (рис 11.2, в) в зависимости от номинального напряжения. Суженные участки вставки способствуют быстрому ее плавлению при КЗ и созда­ют эффект токоограничения.

Поскольку гашение дуги происходит очень быстро (0,002 с), можно считать, что уширенные части вставки в процессе гашения остаются не­подвижными. Рассмотрим вставку с четырьмя перешейками. После их перегорания образуются четыре разрыва. На каждом катоде разрыва восстанавливается электрическая прочность около 200 В, а суммарная прочность предохранителей достигает 800 В. Это явление наряду с вы­соким давлением позволяет надежно гасить дугу при напряжении ис­точника до 500 В.

  Давление внутри патрона пропорционально квадрату тока в момент плавления вставки и может достигать больших значений. Поэтому фибровый цилиндр должен обладать высокой механической прочностью, для чего на его концах установлены латунные обоймы 4. Диски 6, жестко связанные с контактными ножами 2, крепятся к обой­ме патрона 4 с помощью колпачков 5.

Предохранители работают бесшумно, практически без выброса пла­мени и газов, что позволяет устанавливать их на близком расстоянии друг от друга.

Рис. 11.2. Предохранитель типа ПР-2

Предохранители выпускаются двух осевых размеров — короткие и длинные. Короткие предназначены для работы на переменном напря­жении не выше 380 В. Они имеют меньшую отключающую способность, чем длинные, рассчитанные на работу в сети с напряжением до 500 В.

В зависимости от номинального тока выпускается шесть габаритов патронов различных диаметров. В патроне каждого габарита могут ус­танавливаться вставки на различные номинальные токи. Так, в патроне на номинальный ток 15 А могут быть установлены вставки на ток 6, 10 и 15 А.

В табл. 11.2 приведены значения испытательных токов для предо­хранителя типа ПР-2. Различают нижнее и верхнее значения испытатель­ного тока. Нижнее значение испытательного тока — это максимальный ток, который, протекая в течение 1 ч, не приводит к перегоранию пре­дохранителя. Верхнее значение испытательного тока — это минимальный ток, который, проходя в течение 1 ч, плавит вставку предохранителя. С достаточной точностью можно принять пограничный ток равным сред­неарифметическому испытательных токов.

Предохранители типа ПР-2 обладают токоограничением. Так, в цепи  с током КЗ 50 000 А плавкая вставка на номинальный ток 6 А пере­горает при токе всего 400 А. Однако чем больше номинальный ток, тем меньше эффект токоограничения. При номинальном токе 600 А токоограничение отсутствует, так как дуга горит весь полупериод.

Испытательные токи плавких вставок Таблица   16.2.

Номинальный ток

вставки, А

Длительность про­хождения испыта­тельного тока, ч

Кратность испытательного тока

по отношению к номинальному

Нижнее

 значение

Верхнее

значение

6,  10

15, 20, 25

35—350

430—1000

1

1

1

2

1.5

1,4

1,3

1,3

2,1

1,75

1,6

1,6

б) Предохранители с мелкозернистым наполнителем.

Эти предохра­нители более совершенны, чем предохранители ПР-2. Корпус квадратно­го сечения 1 предохранителя типа ПН-2 (рис. 11.3) изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточ­ные плавкие вставки 2 и   наполнитель — кварцевый   песок 3. Плавкие вставки привариваются к диску 4, который крепится к пластинам 5, свя­занным с ножевыми контактами 9. Пластины 5 крепятся к корпусу вин­тами.

В качестве наполнителя используется кварцевый песок с содержа­нием Si02 не менее 98 %, с зернами размером (0,2н-0,4) • 10-3 м  и влаж­ностью не выше 3 %. Перед засыпкой песок тщательно просушивается при температуре 120—180 °С. Зерна кварцевого песка имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую поверхность.

Плавкая вставка выполняется из медной ленты толщиной 0,1— 0,2 мм. Для получения токоограничения вставка имеет суженные сечения    8. Плавкая вставка разделена на три параллельных ветви для более пол­ного использования наполнителя. Применение тонкой ленты, эффектив­ный теплоотвод от суженных участков позволяют выбрать небольшое минимальное сечение вставки для данного номинального тока, что обес­печивает высокую токоограничивающую способность. Соединение не­скольких суженных участков последовательно способствует замедлению роста тока после плавления вставки, так как возрастает напряжение на дуге предохранителя. Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные полоски 7 (металлургический эффект).

При КЗ плавкая вставка сгорает и дуга горит в канале, образован­ном зернами наполнителя. Из-за горения в узкой щели при токах выше 100 А дуга имеет возрастающую вольт-амперную характеристику. Гра­диент напряжения на дуге очень высок и достигает (2–6)-104 В/м. Этим обеспечивается гашение дуги за несколько миллисекунд.

Рис. 11.3. Предохранитель типа ПН-2

После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с дис­ком 4 заменяются, после чего патрон засыпается песком. Для гермети­зации патрона под пластины 5 кладется асбестовая прокладка 6 , что предохраняет песок от увлажнения. При номинальном токе 40 А и ни­же предохранитель имеет более простую конструкцию.

Предохранители ПН-2 выпускаются на номинальный ток до 630 А. Предельный отключаемый ток КЗ, который может отключаться предохранителем, достигает 50 кА (действующее значение тока металлическо­го КЗ сети, в которой устанавливается предохранитель).

Малые габариты, незначительная затрата дефицитных материалов, высокая токоограничивающая способность являются достоинствами это­го предохранителя.

 В малогабаритных распределительных устройствах применяются резьбовые предохранители типа ПРС (рис. 11.4, а). Один конец цепи подводится к контакту 1, который связан с контактной гильзой 2, сое­диненной резьбой с контактом съемной головки 3. Плавкая вставка 4 располагается в фарфоровом цилиндре 5, заполненном кварцевым пес­ком. На торцах цилиндра 5 укреплены контактные колпачки, с которы­ми соединена плавкая вставка 4. Второй конец цепи через контакт 7 со­единяется с контактным винтом 8. Предохранитель имеет указатель сра­батывания. При сгорании плавкой вставки освобождается специальная пружина, которая выбрасывает глазок в застекленное отверстие 6. По­сле срабатывания предохранителя заменяется цилиндр 5 со сгоревшей плавкой вставкой и сигнализирующим устройством.

Предохранители этого типа выпускаются на токи до 100 А, напряжение до 440 В постоянного тока и до 500 В переменного тока частотой 50 Гц. Предельно отключаемый ток составляет 60 кА.

Эти предохранители более сложны в производстве и более дороги, чем предохранители ПН-2. Поэтому их применение целесообразно при малых габаритах распределительного устройства и ограниченном време­ни обслуживания (после сгорания плавкой вставки).

в)      Предохранители с жидкометаллический контактом.

В таком пре­дохранителе (рис. 11.5, б) электроизоляционная трубка 1 имеет капил­ляр, заполненный жидким металлом 2. Капилляр с жидким металлом герметично закрыт электродами 3, 4 и корпусом 5 с уплотнением 6 и имеет специальное демпфирующее устройство 7, 8. При протекании большого тока жидкий металл в нем испаряется, образуется паровая пробка и электрическая цепь размыкается. После определенного време­ни пары металла конденсируются и контакт восстанавливается. Предель­ный отключаемый ток таких предохранителей достигает 250 кА при на­пряжении 450 В переменного тока. Предохранители работают многократ­но с большим токоограничением.

г)      Быстродействующие предохранители для защиты полупроводни­ковых приборов.

Малая тепловая инерция, быстрый прогрев полупро­водникового перехода крайне затрудняют защиту мощных диодов, тиристоров и транзисторов при токовых перегрузках. Обычные типы предохранителей и автоматических выключателей из-за относительно боль­шого времени срабатывания не обеспечивают защиту полупроводнико­вых приборов при КЗ. Для выполнения этой задачи разработаны специальные быстродействующие предохранители.

При времени протекания тока t<0,02с можно считать, что про­цесс нагрева прибора протекает по адиабатическому закону. Для удоб­ства согласования характеристик прибора и предохранителя   вводится

понятие интеграла Джоуля

где t — длительность протекания тока через прибор.

 

 

Рис. 11.4. Предохранитель типа ПРС (а),

Рис. 11.5. Жидкометаллический пре­дохранитель (б)

Для эффективной защиты необходимо, чтобы полный джоулев ин­теграл предохранителя был меньше джоулева интеграла защищаемого прибора. Джоулев интеграл предохранителя состоит из джоулева ин­теграла нагрева до температуры плавления вставки Спл и джоулева интеграла гашения образовавшейся дуги Сгаш..С целью сокращения первой составляющей предохранитель должен работать с большим то­коограничением. Для достижения этой цели плавкая вставка выполня­ется из серебра, имеет перешеек с минимальным сечением и охлажда­ется кварцевым наполнителем.

С целью улучшения охлаждения при больших номинальных токах плавкая вставка выполняется из ленты толщиной 0,05—0,2 мм. При больших токах вставка имеет несколько параллельных ветвей. Помогает также заполнение кварцевым песком под большим давлением. В не­которых случаях для дальнейшего уменьшения перешейка предохрани­тель имеет искусственное водяное охлаждение.

Для уменьшения времени горения дуги плавкая вставка имеет большое число перешейков. После плавления вставки образуется ряд последовательно включенных дуг, благодаря чему вольт-амперная ха­рактеристика предохранителя поднимается. Число перешейков ограни­чивается перенапряжением, которое возникает при отключении цепи.

При постоянном токе гашение дуги осложняется тем, что ток не про­ходит через нуль и вся электромагнитная энергия отключаемой цепи рассеивается в предохранителе. Решающим фактором при постоянном токе является постоянная времени цепиС увеличением постоянной времени Т условия работы предохранителя утяжеляются. Необ­ходимо выбирать предохранитель на более высокое номинальное напря­жение, чем при переменном токе.

Конструктивно быстродействующий предохранитель представляет собой корпус из прочного фарфора, внутри которого расположены плав-, кие вставки и кварцевый песок. Контакты укрепляются к корпусу вин­тами и могут иметь различное исполнение.

В современных преобразовательных установках каждый полупро­водниковый прибор имеет предохранитель. Токи,   протекающие    через предохранитель, могут достигать 100—200 кА. При разрушении предо­хранителя может произойти авария преобразовательной установ­ки. В связи с этим быстродействующие предохранители должны иметь большую механическую прочность и обладать высокой надеж­ностью.

  Выпускается серия быстродействующих предохранителей ПП-57 на номинальные токи 40—800 А и готовится к выпуску серия ПП-59 на номинальные токи 250—2000 А. Номинальные напряжения составляют до 1250 В переменного и до 1050 В постоянного тока.

 Быстродействующие предохранители предназначены только для за­щиты от КЗ. Защита от перегрузок должна выполняться другими аппа­ратами.

. ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

а) Выбор по условиям длительной эксплуатации и пус­ка. В процессе длительной эксплуатации температура на­грева предохранителя не должна превосходить допустимых значений. В этом случае обеспечивается стабильность времятоковых характеристик предохранителя. Для выполнения этого требования необходимо, чтобы патрон и плавкая вставка выбирались на номинальный ток, равный или не­сколько больший номинального тока защищаемой уста­новки.

Предохранитель не должен отключать установку при перегрузках, которые являются эксплуатационными. Так, пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором может достигать 7 Iном.  По мере разгона пусковой ток падает до значения, равного номинальному току дви­гателя. Длительность пуска зависит от характера нагрузки. Например, для привода металлорежущих станков с относи­тельно небольшой инерцией механизма время разгона дви­гателя составляет 1 с. Процесс разгона центрифуги проис­ходит значительно медленней из-за большой инерции меха­низма, и длительность пуска может достигать 10 с и более. Предохранитель должен не перегорать при воздействии пусковых токов, а в плавких вставках не должно происхо­дить старения под действием этих токов. Эксперименталь­но установлено, что старение плавкой вставки не происхо­дит при токах, равных половине тока плавления. Согласно рис. 11.6 вставка предохранителя ПН-2 при времени 1 с плавится при токе, равном 5 Iном. . Вследствие производст­венных допусков времятоковая характеристика имеет раз­брос (штриховые кривые). Если пуск длится 1 с, то сред­нее значение пускового тока за этот период должно быть не более 0,5 тока плавления вставки за это же время. Та­ким образом, пусковой ток Iп связан с током вставки соот­ношением  Iп =0,5 Iпл = 0,5-5 Iв.ном,  и, следовательно,

                                            Iв.ном =0,4 Iп ,

т.е. номинальный ток вставки выбирается по пусковому то­ку нагрузки.

Для тяжелых условий пуска, когда двигатель медленно разворачивается (привод центрифуги), или в повторно кратковременном режиме, когда пуски происходят с боль­шой частотой, вставки выбирают с еще большим запасом:

                                      Iв.ном =(0,5–0,6) Iп.

Если предохранитель стоит в линии, питающей несколько двигателей, плавкую вставку рекомен­дуется выбирать по формуле

где IР — расчетный номинальный ток линии, равныйНом,дв. Разность Iп - Iном.дв берется для двигателя, у которого она наибольшая.

Для двигателя с фазным ротором, если  Iп2Iном.дв   плавкую вставку можно выбирать по условию

 

Для двигателей, работающих в повторно-крат­ковременном режиме, за номинальный принимается ток в режиме ПВ = 25%.

Наряду с проверкой вставки по условиям пуска или кратковременной перегрузки необходимо проводить про­верку по условиям К.З. Привремя перегорания вставки не превышает 0,15—0,2 с, и на этом вре­мени мало сказывается разброс характеристик вставок. При таком времени сваривание контактов контактора или магнитного пускателя маловероятно. Однако это требова­ние часто не удается соблюсти, так как кратность Iк/ Iв.ном определяется мощностью питающего трансформатора и со­противлением токопроводящих проводов и кабелей. Допус­кается применение предохранителей при кратностях . При такой кратности время отключения может достигать 15 с, что создает опасность для обслужи­вающего персонала, так как при этой кратности напряже­ние прикосновения может оказаться опасно большим. При такой низкой кратности

 Iк/Iв.ном нагрев провода при не­больших перегрузках (1,6—2) может быть очень большим и может приводить к выгоранию изоляции. Поэтому установка плавких вставок с большим запасом может допускаться только в крайних случаях, когда выгорание изо­ляции проводников не грозит пожаром (провода уложены в стальных трубах и имеют огнестойкую изоляцию).

В заключение следует указать, что номинальное напря­жение предохранителя Uном.пр должно быть равно номи­нальному напряжению сети Uном.с.

-

Рис. 11.6. Времятоковая характеристика предохранителя ПН-2

. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

а) Назначение, предъявляемые требования. При напря­жении выше 3 кВ и частоте 50 Гц применяются высоко­вольтные предохранители. Процесс нагрева плавкой встав­ки в высоковольтных предохранителях протекает так же, как и в предохранителях низкого напряжения.

В отношении времени плавления к высоковольтным пре­дохранителям предъявляется следующее общее требование: длительность плавления вставки должна быть менее 2 ч при токе перегрузки, равном 2 Iном., и более 1 ч при токе пере­грузки, равном

1,3 Iном..

Высоковольтные предохранители часто применяются для защиты трансформаторов напряжения от КЗ. Ток, текущий через предохранитель в номинальном режиме, не превышает доли ампера. В таких предохранителях время плавления вставки равно 1 мин при токе 1,25—2,5 А.

В связи с высоким значением восстанавливающегося на­пряжения процесс гашения дуги усложняется. В связи с этим изменяются габаритные размеры и конструкция вы­соковольтных предохранителей. Наибольшее распростране­ние получили предохранители с мелкозернистым наполните­лем и стреляющего типа.

б) Предохранители с мелкозернистым наполнителем. Размер зерен и материал такие же, как и в низковольтных предохранителях. Длина плавкой вставки, м, таких предохранителей может быть определена по эмпирической формуле

где Uном. — номинальное напряжение предохранителя, кВ.

Для эффективного гашения дуги плавкая вставка берется малого диаметра.

Предохранители типа ПК на напряжение 6—10 кВ (рис. 16.12, а) содержат фарфоровый цилиндр /, армированный по торцам латунными колпаками 2. Наполнитель 7 в виде песка засыпается через отверстие в колпаке, которое после засыпки запаивается крышкой 3. В предохра­нителях на ток до 7,5 А медная плавкая вставка 5 наматывается на керамический рифленый каркасе. Это позволяет увеличить длину плав­кой вставки и эффект токоограничения, а следовательно, повысить от­ключаемый ток. Однако при перегрузках, меньших 3 /иом, возможно образование токопроводящего канала из материала каркаса и распла­вившейся вставки. В результате наступает тепловое разрушение предо­хранителя. Поэтому предохранители с каркасом следует применять толь­ко для защиты от КЗ.

При номинальных токах, превышающих 7,5 А, плавкая вставка вы­полняется в виде параллельных спиралей (рис. 11.7,а). Применение параллельных вставок позволяет увеличить номинальный ток до 100 А при Uном.=3 кВ. При напряжении 10 кВ номинальный ток предохрани­теля равен 50 А. При токе 200 А приходится устанавливать четыре параллельных предохранителя. Применение параллельных вставок по­зволяет изготавливать их из медной или серебряной проволоки малого диаметра и сохранять эффект узкой щели в процессе дугогашения. Для снижения температуры предохранителя при небольших длительных пе­регрузках плавкие вставки имеют оловянные шарики 6.

Предохранитель имеет указатель срабатывания 9. На указатель 9 действует пружина, которая удерживается во втянутом состоянии спе­циальной плавкой вставкой 8. Эта вставка перегорает после перегора­ния основных вставок 5. При этом указатель освобождается и выбра­сывается   в   положение   9 с силой,   определяемой   пружиной.   Этот указатель можно использовать для автоматического отключения выклю­чателя нагрузки после отключения КЗ предохранителем. Указатель 9 может быть использован также в предохранителях с авто­матическим повторным включением. В этом случае срабатывание указа­теля в первом предохранителе ведет к параллельному подключению к нему другого предохранителя с исправной плавкой вставкой.

При КЗ плавкая вставка испаряется по всей длине и в цепь вводит­ся длинная дуга, горящая в уз­кой щели и имеющая высокое сопротивление, особенно в началь­ной стадии, когда пары металла
недостаточно ионизированы. Все это приводит к возникновению
больших   перенапряжений — до 4,5 Uном  на контактах предохранителя. Для ограничения пере­напряжений применяются встав­ки переменного сечения. Вначале сгорает участок меньшего сече­ния, а затем большего. В ре­зультате длина дуги растет мед­ленней.

Рис. 11.7. Предохранитель типа ПК

Предохранители с мелкозер­нистым наполнителем обладают
токоограничением, особенно при больших токах КЗ. В длительном
режиме интенсивное охлаждение тонких плавких вставок позволя­ет выполнять их с минимальным сечением и снизить ток плавления.
 С ростом номинального тока эффект токоограничения падает. Но-
минальный ток отключения предохранителей достигает 20 кА при напряжении до 10 кВ. Предохранители серии ПКТН на напряжение до 35 кВ имеют вну­три керамический каркас с тонкой плавкой вставкой. Так как номиналь­ный ток вставок менее 1 А, то их сечение мало и токоограничивающий эффект особенно велик. Плавкая вставка выполняется из константановой проволоки с четырехступенчатым сечением для ограничения перена­пряжений. Плавление вставки происходит последовательно по ступеням. Предохранитель обеспечивает защиту высоковольтных шин от повреж­дения трансформатора напряжения при любой мощности источника пи­тания (ток ограничивается предохранителем).

Предохранители серий ПК и ПКТН работают бесшумно, без выбро­са пламени и раскаленных газов.

Для нормальной работы предохранителей особо важное значение имеет герметизация. При проникновении влаги в предохранитель он те­ряет свойство дугогашения. Поэтому места пайки и цементирующая замазка, крепящая колпачки, окрашиваются специальной влагозащитной эмалью. Перезарядка предохранителя в эксплуатации   не допускается.

Как правило, установки напряжением 35 кВ и выше работают на открытом воздухе и подвержены воздействию атмосферы. В этих усло­виях трудно обеспечить надежную работу предохранителя ПК из-за увлажнения  наполнителя. 

Перспективы дальнейшего развития предохранителей на напряжение выше 35 кВ осложняются технологическими трудностями изготовления и ростом их габаритов.

в) Стреляющие предохранители. Для работы на открытом воздухе при напряжении 10 и 35 кВ и отключаемом токе до 15 кА применяются так называемые стреляющие предохранители типов ПСН-10 и ПСН-35. На рис. 11.8 показан патрон предохранителя ПСН-35. В корпусе 1 установлены две винипластовые трубки 2 и 3, соединенные стальным патрубком 4. Плавкая вставка 5 присоединяется к токоведущему стерж­ню 6 и гибкому проводнику 7, соединенному с наконечником 8. Патрон, установленный на изоляторах, показан на рис. 11.9. Изоляторы1 кре­пятся к стальному цоколю 2. Цепь присоединяется к выводам 3 и 4. Вращающийся контакт 5 действует на наконечник 8 (рис. 11.8) и с по­мощью своей пружины стремится вытащить гибкий проводник 7 из трубки 3. При перегорании плавкой вставки образуется дуга, которая, соприкасаясь со стенками трубки, разлагает их, и образующийся газ поднимает давление в трубке. При вытягивании наконечника из трубки длина дуги увеличивается, давление возрастает. При больших токах мембрана 9 в патрубке 4 разрывается и дуга гасится поперечным дуть­ем.   Если ток невелик, то дуга гасится продольным потоком газа, который вырывается из трубки после вы­броса гибкого контакта 7 из трубки. Длительность горения падает при уве­личении тока. При больших токах дуга гаснет за 0,04 с. При малых то­ках (800—1000 А) время горения возрастает до 0,3 с.

Рис. 11.8. Патрон стреляющего предохранителя типа ПСН-35

Рис. 16.14. Предохранитель типа ПСН-35

Процесс отключения сопровожда­ется сильным выбросом пламени, га­зов и стреляющим звуковым эффек­том. Поэтому стреляющие предохра­нители соседних фаз должны быть на значительном удалении друг от друга.

Рекомендация для Вас - 21 Программы наблюдений за гидрологическими показателями.

 В процессе гашения дуга снача­ла имеет небольшую длину, а затем длина ее увеличивается по мере выброса гибкого проводника. Это ограничивает скорость роста сопро­тивления дугового  промежутка  и устраняет перенапряжения.

г) Выбор предохранителей. При определении номи­нального тока вставки необходимо исходить из условия максимальной длительной перегрузки.

Очень часто обмотка высшего напряжения трансформа­тора присоединяется через предохранитель. При подаче на­пряжения на трансформатор возникают пики намагничива­ющего тока, среднее значение амплитуды которых достига­ет 10 Iном.,  а длительность прохождения примерно равна 0,1 с. Выбранный по номинальному току предохранитель должен быть проверен на прохождение в течение 0,1 с на­чального намагничивающего тока.

В заключение необходимо проверить селективность ра­боты предохранителя с выключателями, установленными на стороне высокого и низкого напряжения.

При КЗ в самом трансформаторе время отключения предохранителя должно быть меньше, чем выдержка времени выключателя, установленного на стороне высокого напря­жения и ближайшего к предохранителю. При КЗ на сторо­не низкого напряжения предохранитель должен иметь вре­мя плавления больше, чем уставка защиты выключателей на стороне низкого напряжения. При выборе предохранителя необходимо соблюсти также соотношение

 

Выбор предохранителей и сечения провода

При значительной перегрузке или коротком замыкании электрическая проводка должна отключаться в автоматическом режиме. Это позволяет минимизировать риск воспламенения изоляции проводов.

Для автоматического отключения тока используются специальные аппараты защиты. В ряде случаев для этой цели используются плавкие предохранители. Их принцип работы и устройство весьма просты: в фарфоровом корпусе расположены проводники малого сечения — плавкие вставки, которые включаются последовательно в каждый фазный провод линии. В случае если ток на линии увеличивается сверх допустимого, происходит перегорание плавкой вставки, после чего цепь отключается.

Как правило, используются предохранители двух типов: трубчатые и пробочные. Устройства устанавливают во всех местах, где сечение проводника уменьшается по направлению к местам потребления энергии. Для того чтобы в случае аварии перегорал только один предохранитель, расположенный максимально близко к месту повреждения, необходимо, чтобы номинальный ток плавкой вставки каждого последующего от источника тока предохранителя был хотя бы на одну ступень меньше, чем предыдущий.

Однако стоит понимать, что плавкий предохранитель является весьма несовершенным устройством. Продолжительность перегорания плавкой вставки напрямую зависит от тока перегрузки. Важно и то, что с течением времени плавкие вставки стареют, окисляются и перегорают даже на меньших токах.

Сечение проводов и кабелей должно определяться исходя из допустимого нагрева с учетом аварийного и нормального режимов работы. Ввиду того, что нагрев изменяет физические свойства проводника, а точнее повышает его сопротивление, происходит увеличение бесполезного расхода электроэнергии на нагрев токопроводящих частей. В конечном итоге это существенно сокращает срок службы изоляции.

При выборе сечения из условий допустимого нагрева необходимо использовать соответствующие таблицы длительно допустимых токовых нагрузок, при которых происходит нагрев токопроводящих жил до допустимой температуры, установленной практикой.

Не стоит забывать и о том, что при окончательном выборе сечения проводов из условия допустимого нагрева по таблицам нужно учитывать:

  • расчетный ток линии;
  • способ прокладки кабеля;
  • температуру окружающей среды;
  • материал проводников.

Приобрести держатели плоских предохранителей на выгодных условиях можно, обратившись к специалистам «ИнтерЭлектроникс». Мы гарантируем неизменно высокое качество продукции и приемлемые цены на весь ассортимент.

Выбор предохранителей для защиты проводов и кабелей

Научная конференция «Защита электрических цепей с помощью предохранителей» в Познани, 21 июня 2005 г.

Доктор в. Эдвард Мусия
Гданьский технологический университет

Выбор предохранителей для защиты проводов и кабелей

Защита от перегрузки по току является наиболее часто используемым типом защиты в электроустановках. Они используются для защиты двигателей и других приемников, трансформаторов, преобразователей и распределительных устройств, но в большинстве приложений их основной или побочной задачей является защита проводников.Принципы защиты проводников от короткого замыкания не менялись десятилетиями. Сложнее дело обстоит с защитой провода от перегрузки, если она требуется. Процедура выбора зависит как от требуемой эффективности защиты, так и от длительной нагрузки, возлагаемой на жилы и кабели. Эти вопросы указаны в листах 43, 473 и 523 стандарта PN-IEC 60364 [2, 3], но они, к сожалению, обременены неэффективными переводами оригинала МЭК, что вызывает различные оговорки.

1.Расположение максимальной токовой защиты

Стандарты и правила по конструированию электрических устройств определяют минимальные требования, которым должны соответствовать установки с точки зрения оборудования безопасности: тип защиты, их расположение, чувствительность и эффективность. Более совершенные решения, выходящие за пределы требуемого нормативными документами минимума, могут быть оправданы спецификой энергообъекта, повышенными требованиями к надежности электроснабжения или другими специфическими условиями эксплуатации.

Рис. 1. Расположение защиты от короткого замыкания, необходимое в начале контура (а) и допустимое на определенном расстоянии от точки дегазации контура (б)

1 - секция кабеля с защитой от короткого замыкания l <= 3 м

Защита от короткого замыкания является наиболее широко используемой защитой.В каждой электрической цепи, в начале, в месте вывода или выхода цепи, а также в местах, где снижается нагрузка на проводники при коротком замыкании (уменьшение сечения у и / или изменение конструкции проводника: y материала и/или материала изоляции). Учитывая, что разместить защиту от КЗ точно в точке дегазации контура непросто, допускается [3] устанавливать ее на расстоянии не более 3 м от этой точки (рис. 1). Тем не менее, сечение проводников от дегазации до защиты имеет размеры, как если бы защита находилась перед ней, что равносильно допущению о том, что вероятность короткого замыкания на этом участке считается пренебрежимо малой.Аналогичное допущение допускается для проводников, соединяющих источники энергии (генераторы, трансформаторы, преобразователи, аккумуляторные батареи) с распределительными щитами, если устройства защиты расположены в распределительном щите, в конце цепи (рис. 2). Оба отклонения допустимы, если сечение проводников без соответствующей защиты от короткого замыкания является устойчивым к короткому замыканию , т.е. при выполнении двух условий:

  1. Соединение выполнено способом, сводящим к минимуму риск короткого замыкания (изолированные и экранированные шины или одножильные кабели с усиленной изоляцией или проложенные в отдельных изолирующих трубах или отсеках лотков, или кабели с промышленной оболочкой или кабели на номинальное напряжение выше чем номинальное напряжение цепи)

  2. Кабели и оболочки кабелей не должны находиться в непосредственной близости от легковоспламеняющихся частей.

Рис. 2. Сечение проводников от источника энергии до распределительного устройства, не защищенного от воздействия короткого замыкания - допустимое отклонение в случае:

а) генератор;

б) аккумуляторные батареи;

в) преобразователя

Защита от перегрузки должна использоваться с приемниками и другими устройствами, которые могут подвергаться недопустимому нагреву в случае чрезмерной нагрузки, неподходящего режима питания или превышения допустимых условий окружающей среды.Двигатели требуют точной защиты от перегрузки, грубая защита иногда используется для кабелей, трансформаторов и конденсаторных батарей. Есть много исключений из общего правила размещения защиты от перегрузки в начале цепи. Для кабелей в распределительных сетях вне зданий защита от перегрузки не требуется. В случае установки - кроме взрыво- и/или пожароопасных помещений - допускается размещение в любом месте цепи, в том числе и в конце, а встроенная защита приемника от перегрузок принимается таковой при условии наличия отсутствие отходящих газов в трассе трубопровода.Однако не следует забывать, что защита, установленная в конце цепи, предотвращает перегрузку проводников нагрузкой или группами приемников, но не предотвращает их перегрев из-за резистивного короткого замыкания по трассе проводника. От защиты от перегрузки проводников можно отказаться, если они в достаточной степени защищены защитой предшествующей цепи или если вероятность перегрузки незначительна, т. е. проводники имеют долговременную нагрузочную способность I с не менее их пиковая нагрузка I B и есть каждое по крайней мере одно из дополнительных обстоятельств, указанных в стандарте.

Таблица 1. Требования к токовой защите и отключению отдельных проводников в трехфазных цепях систем TN и TT [3]

Провода

Обнаружение тока в кабеле

Обрыв провода при перегрузке

фаза L (секция с L )

требуется

требуется

нейтральный N
(секция с N )

С С > = С С

не требуется 90 150 1)

не требуется 90 150 2)

s N < s L

требуется 90 150 3)

не требуется 90 150 2)

защитный полиэтилен

разрешено

запрещено

защитно-нейтральный PEN

разрешено

запрещено

1) Контроль тока в N-проводнике рекомендуется в цепях с сильно деформированной нагрузкой, с высокой долей гармоник порядка, кратного трем ( тройка ).

2) Проводник N должен отключаться не раньше проводников L, а подключаться - не позднее их; однополюсный плавкий предохранитель не должен быть размещен в проводнике N, так как это может привести к асимметрии фазного напряжения.

3) Допустимое отклонение, если долговременная емкость нулевого проводника выбрана в резерве (он не подвержен риску перегрузки) и он достаточно защищен от последствий коротких замыканий защитами в фазных проводниках.

Учитывая расположение токовых защит, необходимо также решить, в каких кабелях они должны быть расположены и какие кабели - после обнаружения перегрузки по току - должны быть отключены. Правила для систем TN и TT приведены в таблице 1.

Исключением из общего принципа защиты каждой цепи электроустановки являются цепи, в которых из соображений безопасности применение защиты от перегрузки или даже защиты от короткого замыкания нецелесообразно или запрещено, так как их срабатывание может привести к более серьезным последствиям, чем их отсутствие.Это устройства, которые следует поддерживать в рабочем состоянии, несмотря на перегрузку, а в случае короткого замыкания их можно выключать только тогда, когда им непосредственно угрожает разрушение. В их схемах используется не защита от перегрузки, а максимум сигнализация о перегрузке. Если допустима защита от короткого замыкания в таких цепях, то предохранители должны иметь номинальный ток на один или даже два градуса больше, чем требуется по обычным правилам выбора для предотвращения необоснованного срабатывания.

Функции защиты от короткого замыкания и перегрузки могут выполняться одним устройством (предохранителем или автоматическим выключателем) или отдельными устройствами защиты с согласованными характеристиками (например, предохранителем и автоматическим выключателем с выключателем перегрузки). Выбор должен быть продиктован технико-экономическими соображениями, а не абсурдным требованием постановления министра [4], которое в 183.1 гласит: В электроустановках должны применяться: .4) выключатели максимального тока в приемных цепях .Это правило является сухим в большинстве цепей потребителей в жилых домах или зданиях общественного назначения, поскольку исключает возможность «ремонта» плавких вставок, но нелепо в цепях двигателей промышленных объектов, на которые также распространяется действие регламента. Есть и другие подобные вредные положения, введенные членами казначейства, не входящими в Великобританию.

2. Защита от перегрузки

Длительновременная предельная температура для жилы выбирается таким образом, чтобы номинальный тепловой ресурс изоляции составлял 20-30 лет бесперебойной работы.Если бы изоляция не подвергалась термическому повреждению при перегрузках и коротких замыканиях, то реальная тепловая долговечность была бы больше, так как из-за случайного изменения во времени как температуры окружающей среды, так и тока нагрузки расчетные максимальные значения обоих этих параметров составляют только спорадически присутствуют, и поэтому они только спорадически поддерживаются предел температуры, допустимый в течение длительного времени. При оценке долговечности изоляции используется закон Аррениуса, который касается термокинетики простых химических реакций, скорость которых экспоненциально зависит от температуры.Учитывая, что двукратное изменение долговечности вызывает изменение температуры на 6 ÷ 10 К, в среднем на 8 К, можно оценить влияние образцовых кабелей с поливинилхлоридной изоляцией (в скобках - этиленпропиленовый каучук):

  • один час работы при температуре, определяемой перегрузкой 20%, т.е. при токе 1,20 и из , вызовет потерю долговечности, соответствующую 5 (10) часам работы при допустимой длительной температуре ,
  • Один час работы при температуре, определяемой перегрузкой 45%, т.е. при токе 1,45 и из , вызывает потерю долговечности, соответствующую 50 (300) часам работы при допустимой длительной температуре.

Только в случае дорогостоящих ВЛ, подвергающихся перегрузкам, особенно кабелей ВН, способ защиты от перегрузок определяют на основе анализа процессов нагрева и охлаждения, создания тепловых моделей, аналогично трансформаторам или вращающимся машинам высокой власть.С кабелем дело обстоит еще сложнее, так как условия отвода тепла могут существенно меняться по пути его следования. Кроме таких случаев, используется простая защита от перегрузок по току, причем только в кабельных линиях, подверженных перегрузкам. Из-за максимально допустимого падения напряжения большинство распределительных линий имеют сечение проводников больше, чем требуется для тепловой рабочей нагрузки, и не подвергаются перегрузкам в нормальных условиях эксплуатации.

При монтаже строительных конструкций, где пожароопасность намного выше, чем в сетях, требуется, чтобы кабели, подвергающиеся перегрузкам, были защищены от них.Стандарт PN-IEC 60364 [2] устанавливает (рис. 3) два условия:

(1)

  • Перегрузка по току 1,45 I с , приводящая к устойчивому повышению температуры проводника примерно в два раза выше долговременно допустимой температуры, должна сработать защита от перегрузки по току в цепи. Наибольшее время, за которое это должно произойти (1 ÷ 4 ч), определяется условиями испытаний, установленными действующими стандартами на предохранители и автоматические выключатели.

или

(2)

Ток I 2 — наименьший ток, вызывающий срабатывание защиты от перегрузки по току (выключатель перегрузки), т. е. его верхний испытательный ток. Это значение можно считать из времятоковой характеристики защитного устройства. Относится к номинальному току или уставке тока I n :

  • 1,45 - для установки автоматических выключателей (отключение до выдержки 1 ч),

  • 1,60 - для предохранителей гГ на номинальный ток 16 А и выше (отключение до времени утечки 1÷4 ч в зависимости от номинального тока),

  • 1,90 - для предохранителей гГ на номинальный ток 6 и 10 А (отключение до времени утечки 1 ч).

Предохранитель в основном предназначен для защиты от короткого замыкания. За счет необходимого запаса, порядка 30%, между предельным током отказа вставки I 90 082 nf и номинальным током I n , который допускается длительно находиться под постоянной нагрузкой (обычно I 90 082 nf / I n = 1,3), предохранитель не может действовать как защита от перегрузки нагрузки. Однако он может выполнять эту роль по отношению к проводникам, при условии, что они будут немного завышены по габаритам.Это относится только к полнодиапазонным предохранителям или предохранителям общего назначения типа "g"; предохранители с недиапазонным отключением «а» не гарантируют отключение перенапряжения.

Рис. 3. Перечень необходимых средств защиты от перегрузки проводов в установках строительных конструкций

Если в цепи имеется более одной защиты от перегрузки по току (например,предохранитель и контактор с термобиметаллическим реле), принимается значение тока I 2 той защиты, для которой оно наименьшее. Сравнивая аналогичные упрощенные правила закрепления проводников с конца, можно ввести [1] два синтетических индикатора:

  • Коэффициент использования кабеля ( Nutzungsgrad ), понимаемый как отношение наибольшего тока, который может быть пропущен в течение длительного времени в нем (номинальный ток защитного устройства I n ) к длительной нагрузочной способности кабеля кабель I , который согласно концепции IEC n <= 1,00.

,

(3)

  • Степень защиты ( Schutzgrad ), т. е. отношение верхнего испытательного тока предохранительного устройства I 2 к длительной нагрузке проводника I из , которое согласно концепции IEC , принимает значения S <= 1,45.

,

(4)

Приведенное значение S = 1,45 в формулах (2) является согласованным на международном уровне компромиссом между попыткой обеспечить максимально возможную степень использования проводника и минимально возможную степень защиты (максимально возможная эффективность защита от перегрузки).Принятая МЭК процедура не учитывает фактическую перегрузочную характеристику кабеля, не учитывает даже его термическую постоянную времени, а ограничивается приблизительной проверкой взаимного положения асимптоты обеих характеристик tI кабель и защитное устройство.

3. Защита от короткого замыкания

Допустимое тепловое воздействие тока короткого замыкания для провода сечением с [мм 90 150 2 ] и максимально допустимая односекундная плотность тока к [А/мм 90 150 2 ] равно [A 90 150 2 с].Оно должно быть не менее фактического теплового воздействия тока короткого замыкания, которому подвергается проводник, т.е.:

  • рассчитанный проектировщиком системы, произведение теплового заменителя тока короткого замыкания I th в квадрате и продолжительности короткого замыкания T k , если защита не ограничивающая, или
  • , указанный производителем для порогового значения Джоуля ( I 2 t в ) ограничительного предохранителя или ограничительного выключателя.

Таким образом, указанное требование можно записать следующим образом:

или

(5)

По этой зависимости можно рассчитать сечение провода, необходимое для теплового сопротивления короткого замыкания

или

(6)

В обоих случаях вторая форма формулы применима к ситуации, когда тепловое воздействие короткого замыкания характеризуется джоулевым отключением I 2 t in предохранителя или автоматического выключателя.Тот, что в знаменателе подэлементного выражения, означает время в 1 с, которое связано с плотностью тока к , и остается там для согласованности единиц. В противном случае вам пришлось бы - как это делает стандарт - выражать плотность тока в причудливых единицах вместо А/мм 90 150 2 90 151.

Как видим, проверка эффективности защиты проводников от теплового воздействия протекания наибольшего предполагаемого тока короткого замыкания (при КЗ в начале замыкания) основана на однозначном критерии и требует небольших информация о проводнике.

Если единственной защитой кабеля от перегрузки по току является предохранитель, то в зависимости от значения перегрузки по току изменяется время отключения и максимальное повышение температуры, достигаемое кабелями. Ток ниже рабочего тока предохранителя сохраняется в течение длительного времени и вызывает установленное повышение температуры, пропорциональное квадрату тока. Большой ток короткого замыкания имеет тепловой эффект ( и 2 t отключений), который невелик и мало зависит от величины тока.Наибольшее термическое воздействие на жилы (рис. 4) происходит при токе, несколько превышающем верхний испытательный ток I 2 вставок. Поэтому, если предохранитель выбран так, чтобы он выполнял функцию защиты проводников от перегрузки (ga 2), то нет необходимости проверять, защищает ли он их еще и при больших токах короткого замыкания. Условие (6) при этом выполняется спонтанно, причем с большим избытком.

Рис.4. Максимальное повышение температуры Ø max , достигаемое проводом, защищенным предохранителем с номинальным током I n и верхним испытательным током I 2

Если, с другой стороны, предохранитель предназначен для защиты проводников только от последствий короткого замыкания, недостаточно убедиться, что он делает это эффективно при самом высоком ожидаемом токе короткого замыкания. Также следует проверить, не подвергается ли термическое воздействие проводников более низким токам, т.е.при наименьшем расчетном токе короткого замыкания они не являются избыточными.

Пример

Определить наименьшее сечение проводов цепи 230/400 В, необходимой для обогрева, единственной максимальной токовой защитой которой являются предохранители класса gG с номинальным током 63 А. Установка имеет систему TN, цепь трехфазный, нагрузка симметричная, недеформируемая, провода медные с ПВХ покрытием, позиционирование В1, расчетная температура окружающего воздуха +25С.Для защиты от перегрузок длительная нагрузочная способность проводников должна удовлетворять условиям, заданным формулами (1) и (2). Второе из этих условий более жесткое:

Требуемая нагрузка обеспечивается проводником сечением 16 мм 2 , имеющим длительную нагрузку 72 А. При расчете сечения проводника, необходимого из-за нагрева током короткого замыкания, следует учитывать глаз на рис. 5.При адиабатическом нагреве током короткого замыкания медный провод 16 мм 90 150 2 90 151 с ПВХ изоляцией выдерживает Джоуля на всю длину ( к с ) 90 150 2 90 151 1 = (11516) 90 150 2 90 151 1 = 3 385 600 А 90 150 2 90 151 с, ток короткого замыкания выключения Дж равен I 2 t w = 21200 А 90 150 2 с, что приводит к наименьшему допустимому перекрестному -сечение по формуле (9) всего

Допустимое повышение температуры при коротком замыкании - = 160-70 = 90 К, так что большой ток короткого замыкания вызывает повышение температуры проводника только


.

Более сильное тепловое воздействие происходит при самом низком расчетном токе короткого замыкания. За основу может быть положен ток, соответствующий максимально допустимому времени отключения однофазного короткого замыкания с учетом эффективности защиты от поражения электрическим током, который в системе TN напряжением 230/400 В, в зависимости от обстоятельств, составляет до 0,4 с или 5 с. , 4 с это 534 А, поэтому требуемое сечение провода

Кабель 16 мм 90 150 2 нагревается на 3 К при таком коротком замыкании.При допустимой длительности короткого замыкания 5 с, что соответствует стендовому току 305 А, требуемое сечение провода

Провод 16 мм 2 при таком коротком замыкании нагревается на 12 К. Расчеты подтверждают, что правильно защищенный предохранителем от перегрузки провод не подвергается недопустимому нагреву при коротких замыканиях. Для полной картины можно рассчитать установившееся превышение температуры кабеля при длительном протекании верхнего испытательного тока предохранителя 1,6 I n = 1,6 63101 А, которое предохранитель должен коммутировать раньше 1 час:

Литература

  • Нинхаус Х., Vogt D.: Schutz bei berlast und Kurzschlu in elektrischen Anlagen. VDE-Verlag, Берлин, 1999.
  • PN-IEC 60364-4-43: 1999 Электроустановки в строительных конструкциях. Защита для вашей безопасности. Защита от перегрузки по току
  • PN-IEC 60364-4-473: 1999 Электроустановки в строительных конструкциях. Защита для вашей безопасности. Использование защитных мер для обеспечения вашей безопасности. Меры защиты от перегрузки по току
  • Постановление Министра инфраструктуры от 12 апреля 2002 г.о технических условиях, которым должны соответствовать здания и их расположение. Журнал законов 02.75.690, 04.109.1156.
.

Выбор токовых защит в электроустановках

Электрические установки должны быть спроектированы таким образом, чтобы их использование было простым и безопасным. Это связано с соответствующим распределением кабелей, разводкой цепей и выбором защит. Одной из основных и наиболее распространенных средств защиты электроустановок являются миниатюрные автоматические выключатели, которые заменили плавкие предохранители, использовавшиеся в прошлом.
Конечно, предохранители до сих пор успешно применяются в электроэнергетике, однако в жилищных и квартирных распределительных устройствах выключатели максимального тока представляют собой ряд функциональных и конструктивных средств.

Миниатюрные автоматические выключатели являются наиболее популярными устройствами для защиты компонентов электрических систем. Они используются для защиты от воздействия коротких замыканий и перегрузок. Выпускаются в модульном корпусе и рассчитаны на монтаж на рейку Th45 - то есть ту, на которой больше всего распределительных щитов и корпусов, что делает их универсальными в сборке.

Зачем заменять предохранительным устройством нового типа?

Одним из основных требований к электроустановке является безопасность ее эксплуатации.Чтобы соответствовать этому условию, используемые нами предохранительные устройства адаптированы для использования необученными людьми.
Самым большим преимуществом модульных аппаратов, используемых в бытовых установках, является отсутствие доступа к токопроводящим частям. Чего нельзя было сказать о платах с предохранителями, использовавшихся с десяток лет назад. Правда, при нормальной работе защит керамическая конструкция предохранителя ограничивала доступ к токоведущим частям, но ситуация становилась опасной, когда сгоревший предохранитель необходимо было заменить.После откручивания головки от основания появлялся токоведущий контакт, прикосновение к которому могло привести к поражению электрическим током. В случае используемых сегодня миниатюрных автоматических выключателей пользователь имеет доступ только к замыкающему рычагу, а весь корпус выполнен из непроводящего и негорючего материала, стойкого к механическим воздействиям.

Автоматические выключатели максимального тока АББ СЗ-201 С32

Говоря о замене предохранителя в защитах прошлого века, нельзя не упомянуть, что, к сожалению, замена предохранителя на предохранитель с идентичными параметрами была редкостью.В лучшем случае пользователь, не подозревая об опасности, заменил его на более крупный, с гораздо большим значением номинального тока.

Однако чаще всего вставку не заменяли, а роль плавкой проволоки, которая должна была сгореть в случае короткого замыкания или перегрузки, «брал на себя» гвоздь или кусок меди кабель. Отныне каждое последующее короткое замыкание могло вызывать трепет, ведь никто не знал, что сгорит вместо защиты. Это может быть как распределительная коробка, кабель, идущий по деревянной ферме, так и клеммы электросчетчика.Подобные действия стали причиной многих пожаров и серьезных аварий.

В случае миниатюрных автоматических выключателей никакие манипуляции со стороны пользователя не отменяют защиту. Блокировка рычага путем приклеивания или поддержки его в надежде заблокировать операцию не имеет никакого эффекта, потому что механизм переключателя, который находится посередине, все равно отключит цепь.

Внимание! Есть сбой

Множество приборов, которые мы подключаем к розеткам и осветительным приборам в наших квартирах, позволяет легко найти неисправность.Поврежденный шнур питания, поврежденная электроника или слишком много приемников, подключенных к распределительной планке — и сверхток готов. Перегрузка по току обычно является отказом, когда через электрическую цепь протекает слишком большой ток.

Миниатюрный автоматический выключатель реагирует на два типа сверхтоков:

  1. Ток перегрузки.
    2. Ток короткого замыкания.

Перегрузка превышает номинальный ток, протекающий через цепь.Возникает при подключении к установке ресивера со слишком большой мощностью. Он длительный (не менее нескольких секунд), а протекающий ток вызывает нагрев компонентов системы.

Длительная перегрузка может привести к повреждению изоляции, в результате чего перегрузка по току перерастет в более сильное явление, при котором токи достигают значительно более высоких значений, т. е. короткое замыкание.

Короткое замыкание - неисправность, заключающаяся в прямом соединении элементов цепи с разным потенциалом.Это соединение может быть выполнено электрической дугой или металлическим элементом, например проводом, замыкающим два проводника - L и N.

КЗ может быть и межфазным - когда закорачиваем провода Л1 и Л2, поэтому выпускаемые МТЗ имеют разные типоразмеры. Самыми популярными из них являются автоматические выключатели:

  • Однополюсный
  • Биполярный
  • Трехполюсный
  • Четырехполюсный
Миниатюрные автоматические выключатели ABB различных типоразмеров

Будет полезно понять, что делает автоматический выключатель:

Конструкция автоматического выключателя на примере АББ СЗ-201 В32
  1. Рычаг - элемент, служащий для переключения цепи.
  2. CPI - индикатор фактического положения контактов.
  3. Замок - механизм, приводящий в действие подвижный контакт.
  4. Расцепитель электромагнитный (короткого замыкания) - катушка с подвижным сердечником.
  5. Расцепитель термобиметаллический (перегрузочный) - плита термобиметаллическая.
  6. Камера гашения - используется для гашения электрической дуги.
  7. Газоотвод из камеры пожаротушения
  8. Соединительные клеммы.

После подъема рычага замок меняет положение, соединяя подвижный контакт с неподвижным.Ток течет от терминала через тепловой расцепитель, затем через электромагнитный расцепитель ко второму терминалу.

В результате увеличения тока сверх номинального термобиметаллическая пластина нагревается и деформируется, что приводит к срабатыванию замка и размыканию контактов. В случае короткого замыкания сердечник катушки выталкивается наружу и также срабатывает замок.

При размыкании контактов может возникнуть электрическая дуга. Направляется в камеру пожаротушения и там гасится.

ABB SZ-201 B6 vs. ABB SZ-201 B32

Выбор автоматического выключателя

Электроустановка должна быть защищена таким образом, чтобы в случае короткого замыкания или перегрузки подача электроэнергии автоматически отключалась. Причем отключение сверхтока должно происходить до того, как в цепи возникнут электродинамические и электротермические эффекты. Короче говоря, защита должна сработать до чрезмерного повышения температуры проводников.
Эти требования выполняются, если выполняются следующие условия:

Ib ≤ In ≤ Iz

I2 ≤ 1,45 Iz

- расчетный ток или номинальный ток приемника, если от данной цепи питается только одна нагрузка
Iz - долговременная допустимая нагрузка по току кабеля защитное устройство
I2 - устройство защиты рабочего тока

Ток срабатывания устройства I2 следует определять как произведение номинального тока In выключателя максимального тока по формуле:

I2 = k × In

k - коэффициент умножения тока, вызывающего срабатывание защитного устройства
. Для автоматических выключателей максимального тока с характеристиками B, C и D равен 1,45 .

В бытовых установках для кабеля YDYp 3×2,5 принимается максимальная защита по номинальному току 16 А, а для кабеля YDYp 3×1,5 – максимальная защита по номинальному току 10 А.

Номинальный ток автоматического выключателя максимального тока информирует о токе, который может протекать через автоматический выключатель без его срабатывания. Характеристики информируют нас о времени и через сколько превышен номинальный ток.Характеристики автоматического выключателя максимального тока представляют собой комбинацию номинального тока и времени его протекания, из которых мы можем сделать вывод, когда устройство сработает.
Миниатюрные автоматические выключатели, используемые в бытовых установках, имеют три основные характеристики:

Кривые отключения B, C и D

Термобиметаллические элементы на всех трех кривых отключаются при токе в диапазоне от 1,13 до 1,45 номинального тока. Это означает, что при простом умножении:
1,13 х 16 А = 18,08 А
1,13 х 10 А = 11,3 А

Получаем пороги срабатывания элемента перегрузки, только выше которого срабатывает автоматический выключатель.

Для элемента короткого замыкания рабочий диапазон можно прочитать из второй части диаграммы:
Для характеристики В - 3-5 In
Для характеристики C - 5-10 In
Для характеристики D - 10-20 In

Это означает, что элемент короткого замыкания автоматического выключателя D16 сработает в лучшем случае при 160 А, а в худшем — при 320 А. Если бы мы использовали автоматический выключатель максимального тока в цепи с таким высоким импедансом контура короткого замыкания, что ток короткого замыкания был бы ниже порога срабатывания расцепителя короткого замыкания, автоматический выключатель отключил бы цепь с задерживать.Эта задержка может иметь катастрофические последствия.

Из-за специфических различий в конструкции миниатюрных автоматических выключателей они также могут применяться не только в жилых помещениях.

Они также могут быть оснащены дополнительными элементами, такими как контакты или другие триггеры. Использование аксессуаров облегчит управление и сигнализацию — мы можем добавить, например, звуковой сигнал, который сообщит нам о срабатывании какой-то важной цепи — холодильника или домашнего отопления.

Вспомогательные контакты для автоматических выключателей

Часто бывает так, что при отказе вместо МТЗ, который находится в ближайшем распределительном устройстве, отключаются все защиты - в щитке учета, в разъеме.В результате отключается питание всех цепей. Это связано с неправильным выбором степени защищенности и отсутствием избирательности - то есть их избирательности.

Избирательность означает, что отключена только одна ближайшая к нам защита.

При использовании обычных автоматических выключателей с известными характеристиками очень сложно поддерживать селективность.

Представим, что в распределительном щите мастерской защита розетки реализована выключателем B10 .Питание на это вспомогательное распределительное устройство подается от главного распределительного устройства, в котором установлен автоматический выключатель C16 .

Основное распределительное устройство питается от распределительного устройства здания и защищено автоматическим выключателем D20. Произошло короткое замыкание...
На первый взгляд градация кажется подходящей, но зная прогнозируемый ток короткого замыкания - например на 450 А, вы увидите, что автоматический выключатель:

B10 расцепители на 50 A
C16 расцепители на 160 A
D20 расцепители на 400 A

Таким образом, ток КЗ больше верхнего порога срабатывания всех трех автоматических выключателей, и очевидно, что они сработают одновременно.
Для обеспечения селективности защит необходимо использовать селективный выключатель максимального тока. Правда, он не обеспечит селективность во всех условиях, но благодаря своей конструкции ограничит последовательное срабатывание всех защит одновременно.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты S753DR-E25 и автоматический выключатель SZ-201 C6

Сводка

Ряд значений, вытекающих из конструкции и функций автоматических выключателей максимального тока, делают их очень хорошим решением для защиты цепей от воздействия коротких замыканий.Используя качественное оборудование, мы можем быть уверены, что оно защитит наши установки и нас самих от последствий опасных сбоев на долгие годы.

.

Как выбрать и подключить предохранитель?

Электропредохранитель предотвращает выход из строя приемников и защищает электрическую сеть от воздействия временных перегрузок по току.

Такая защита может защищать или не защищать установку и приемники от отказа. Его основная задача - отключить питание. Отключение тока не повредит установку и приемники. Отключение питания не вызывает возгорания, поражения электрическим током и взрыва.Таким образом, предохранитель защищает в первую очередь от несчастных случаев, а уже потом защищает установки и приемники.

В наших домах и квартирах много устройств, подключенных к электричеству. На страже стоят средства защиты при установке. Электрические предохранители наиболее часто используются в строительстве. Независимо от типа предохранителя, к нему прилагается розетка и сменный предохранитель.

плавкий предохранитель - чаще всего используется в наших электроустановках.Это тип защиты электрических цепей. Такие предохранители следует выбирать исходя из характеристик номинального тока. И да, его можно выпускать на 4, 8 или 20А. Выбор предохранителя зависит от типа цепи и нагрузки на устройство, подключенное к сети. При замене перегоревшего предохранителя не забудьте отключить все устройства от источника питания. Используйте предохранители одинаковой силы тока. Стоит иметь предохранители про запас.

Автоматический выключатель - это замена предохранителя. Если возникает слишком высокое напряжение, кнопка предохранителя выскакивает. Вам не нужно заменять его на новый, просто нажмите кнопку. Такая работа предохранителя дает пользователям чувство безопасности и большее удобство использования. Эти предохранители гораздо более долговечны, чем предохранители. Даже после многократного использования они работают исправно.

Миниатюрные автоматические выключатели - эти предохранители защищают всю установку и подключенные к ней устройства.Они срабатывают, когда фиксируется превышение текущего расхода. После устранения короткого замыкания его можно перезапустить, заменив предохранитель.

Что такое предохранитель и для чего он нужен?

Предохранитель перенапряжения заменил предохранители. Это часть электроустановки в доме, чтобы предотвратить повреждение приемников и всей установки. Он используется как в новых, так и в старых установках. Является элементом установки в доме, оборудованном системами молниезащиты.Головка предохранителя оснащена специальной кнопкой.

При отключении питания кнопка выбрасывается наружу. После устранения неисправности снова нажимается кнопка, которая восстанавливает электропитание. Назначение предохранителя — немедленно отключить подачу питания в случае перенапряжения или перегрузки. Принцип работы устройства очень прост.

Предохранитель подключен к распределительной коробке. С одной стороны имеется подключение к фазному проводу, а с другой стороны к защитному проводнику.Такое соединение приводит к тому, что предохранитель остается в состоянии покоя. При резком скачке напряжения предохранитель уменьшает сопротивление, что вызывает короткое замыкание между защитным проводом и фазным проводом, и отключает электроустановку. Предохранитель от перенапряжения не защитит от поражения электрическим током.

Типы предохранителей перенапряжения. Каждый предохранитель может иметь три класса защиты.

  • Электрические предохранители класса А - используются в низковольтных линиях электропередач.Они чаще всего используются в домашних установках.
  • Предохранитель от перенапряжения класса В - это первый уровень защиты зданий. Применяется в установках, оборудованных системами молниезащиты, и применяется в установках, подключенных к кабельным и воздушным линиям. В его центре имеется искровой разрядник, который мгновенно прерывает дугу тока.
  • Электропредохранитель класса С - второй уровень защиты электроустановки.Обеспечивает защиту от перенапряжения 11,5кВ. Это импульсное напряжение, которое проходит через предохранитель класса B и может повредить электрическое оборудование в вашем доме. В продаже имеется предохранитель B+C, который эффективно защищает домашние установки. Это позволяет защитить осветительные установки, бытовую технику и аудио/видеоустройства.
  • Предохранитель электрический класса D - это третья степень защиты. Он предотвращает низкое перенапряжение, вызванное перегоранием предохранителей B и C. Он используется локально, но защищает отдельные электрические устройства.Он идеально подходит для защиты электроники, чувствительной к скачкам напряжения. Этот предохранитель устанавливается в коробки скрытого монтажа, электрические розетки или является переносным.

Автоматические выключатели максимального тока трехфазного тока - применяются при работе с трехфазной электроустановкой. Такая установка имеет напряжение 230/400В. Из устройств, нуждающихся в трехфазном питании, можно заменить электрическую плиту и электрокотел. Одним из типов предохранителей является миниатюрный автоматический выключатель B16.Такие предохранители предназначены для защиты трехфазных установок от повреждений, вызванных слишком большим электрическим током. Владение трехфазной установкой зависит от одобрения энергетической компании. Трехфазные выключатели обеспечивают правильную работу установки и облегчают контроль за работой устройств, подключенных к такой сети.

Что такое дифференциальный предохранитель и для чего он нужен?

Еще одна защита электроустановки. В случае отрицательных токов предохранитель отключает питание.В настоящее время это основное оборудование электроустановок в новых индивидуальных домах и квартирах. Предохранитель анализирует входящее и исходящее напряжение. При появлении отрицательных токов подача питания немедленно отключается.

При выходе из строя электрических устройств может возникать отрицательный ток. Такой предохранитель является отличной защитой от поражения электрическим током.Предохранитель реагирует в виде отключения питания сразу после обнаружения отрицательных токов.Можно сказать, что такой предохранитель является еще и своеобразной противопожарной защитой. В предложениях магазинов электротоваров вы можете найти автоматический выключатель максимального тока, оснащенный дифференциальным предохранителем. Защита от поражения электрическим током обеспечивается дифференциальным предохранителем с модулем максимального тока.

Основным критерием выбора дифференциального предохранителя являются характеристики домашней электроустановки. Только правильно подобранный предохранитель гарантирует защиту. При выборе предохранителя обратите внимание на параметры.Здесь я имею в виду чувствительность предохранителя, время срабатывания: мгновенное или с задержкой, а также форму дифференциальной кривой тока.

При выборе дифференциального предохранителя стоит потратить некоторое время на вопрос, имеет ли предохранитель защиту от перегрузки по току. Следует знать, что головка предохранителя без модуля максимального тока не будет полной защитой электросистемы. При отсутствии защиты от перегрузки по току необходимо будет приобрести выключатели максимального тока.В настоящее время мы уже можем купить встроенный дифференциальный выключатель с автоматическим выключателем.

.

Как выбрать и заменить предохранитель?

Предохранитель — это устройство, которое должно срабатывать только один раз . Исключение составляют автоматические предохранители (которые можно снова включить перед тем, как поднять отвертку) и многоразовые, например полимерные. Однако подавляющее большинство предохранителей в устройствах содержат плавкую проволоку, которая сгорает безвозвратно. После устранения неисправности необходимо заменить на новый.

Когда производитель облегчает случай

Какой предохранитель использовать? Этим вопросом задаются многие электронщики, ремонтирующие различные системы.Иногда вам не нужно беспокоиться об этом вопросе, потому что информация о напряжении, токе и быстродействии предохранителя выдается непосредственно . В этом отношении понравились польские RTV-аппараты, производства союза UNITRA, и другие. Чаще всего его давали на задней панели:

Это решение особенно использовалось, когда держатель предохранителя был доступен на задней панели. Но это не всегда происходит. Иногда предохранитель находится вместе с другими компонентами на плате платы .Найти его обычно несложно: взрыватель имеет характерную цилиндрическую форму. Ищите его возле силового трансформатора или разъема шнура питания, например:

Чтение параметров из элемента

Впрочем, такая информация, подаваемая без всякого камуфляжа, является своего рода роскошью. Чаще всего на плате ничего нет, и параметры предохранителя надо считывать с его корпуса , если это возможно. Большинство трубчатых предохранителей имеют информацию, выдавленную на металлических держателях, например.Т2А 250В - это означает предохранитель типа Т (инерционный), номинальный ток 2А и адаптированный к рабочему напряжению 250В. Предохранитель другого типа (с другими рабочими характеристиками) будет иметь другую букву. Исключение составляют быстродействующие предохранители, которые могут иметь букву F или не иметь ее вовсе.

Плавкие предохранители

Помимо трубчатых предохранителей существуют также так называемые чашечные предохранители. Их внешний вид напоминает конденсаторы : электролитические (если они цилиндрические) или фольгированные, если имеют форму, похожую на прямоугольную.Параметры должны быть в верхней части корпуса.

Плавкие предохранители для поверхностного монтажа

На предохранителях

SMD не напечатана полная информация, потому что они маленькие. Единственное, что производители ставят на свои корпуса одну букву . Основываясь на его цвете и окружении, вы можете сделать вывод, что это такое, при условии, что вы найдете правильную запись в каталоге, что может быть непростой задачей:

.

Полимерные предохранители

THT также имеют основные параметры , отмеченные на корпусе .С другой стороны, полимерные предохранители для поверхностного монтажа (SMD) имеют обозначение и код , как и их плавкие аналоги.

Как выбрать предохранитель самостоятельно?

Однако не всегда возможно считать параметры с предохранителя . Может случиться так, что предохранитель заржавел от влаги, взорвался после очень большой перегрузки (да, такое иногда бывает!) или производитель намеренно стер его маркировку или они износились сами по себе. Если у нас нет принципиальной схемы этого устройства, придется постараться подобрать нужный элемент самостоятельно.Возможно, вы не сможете попасть точно в тот же тип, который был изначально установлен, но он должен выполнять работу так же, как и .

В связи с этим стоит ответить на несколько вопросов. Они облегчат выбор наиболее подходящей замены.

  • Какими должны быть характеристики предохранителя? Медленно быстро?
  • Предохранитель работает в цепи постоянного или переменного тока?
  • Каким напряжением питается защищаемая цепь?
  • Какова конструкция и форма предохранителя?
  • Каким должен быть расчетный номинальный ток?

Характеристика отключения

Требуемую скорость срабатывания предохранителя можно оценить по его расположению в цепи .Если защищаемая им цепь содержит электролитические конденсаторы или катушки индуктивности большой емкости (особенно сетевые трансформаторы), чаще используется инерционный тип. Кратковременная перегрузка предохранителя после включения питания не приведет к его срабатыванию. Быстродействующие предохранители используются в микросхемах глубиной , например на выходе стабилизатора, на блоке питания модуля или на доступных пользователю разъемах.

Постоянный или переменный ток?

Тип тока, протекающего через предохранитель (постоянный/переменный), оказывает большое влияние на его конструкцию.Постоянный ток после сжигания плавкой проволоки имеет тенденцию поддерживать электрическую дугу , поэтому ее сложнее погасить. Переменный ток погасит саму дугу в момент перехода через ноль. Использование предохранителей, предназначенных только для переменного тока (например, типичных трубчатых 5x20 мм) в цепях постоянного тока, является ошибкой! Можно ожидать, что на вводе блока питания (со стороны сети 230В) будет стоять предохранитель, рассчитанный на переменный ток, а за блоком питания - на постоянный.

Напряжение значимое

Значение напряжения, питающего цепь, защищаемую предохранителем, также имеет значение. Если мы имеем в виду первичку сетевого трансформатора , то можно предположить, что там 230В, т.е. подойдет типовой предохранитель на 250В. В блоке питания микроконтроллеров и других цифровых схем можно найти напряжение в несколько вольт . Если мы не можем его измерить, стоит посмотреть на рабочее напряжение конденсаторов за этим предохранителем или на интегральные микросхемы - возможно, их каталожные примечания подскажут, каким напряжением они должны питаться.

Какой размер?

Форму и размеры взрывателя можно определить по остаткам, остающимся в системе после его перегорания. Если ничего не осталось, размер колодок и расстояние между ними можно измерить штангенциркулем . Если четких указаний нет, то скорее предохранитель - особенно на вводе блока питания. Многоразовые предохранители, например полимерные, чаще располагаются в местах, подверженных случайному короткому замыканию, например на разъеме, доступном для установщика модуля.

Номинальный ток

Последнее и самое главное: как определить номинальный ток предохранителя ? Это можно определить, например, по мощности сетевого трансформатора. Тогда ток, протекающий через него, будет определяться из преобразованной формулы в мощность:

И = П/У

Конечно, за напряжение следует принимать то напряжение, на которое схема фактически (или хотя бы расчетно) запитана.

Другой пример: предохранитель защитил выход, от которого можно запитать не более 5 однотипных датчиков.Один такой датчик потребляет ток не более 100мА - поэтому предохранитель должен быть адаптирован на ток не менее 0,5А.

К полученному результату стоит добавить поправку, чтобы предохранитель не "впритык". Тогда даже , незначительная перегрузка , которая может возникнуть при правильной работе, вызовет его срабатывание. Насколько большим должен быть этот запас? Все зависит: минимум 10% , но есть 30% и больше.Точный подбор предохранителя требует детальных знаний о данной системе, которых (как правило) нет у человека, который только ремонтирует это оборудование.

Как заменить предохранитель?

Просто замена предохранителя не сложная . Трубчатые предохранители обычно монтируются в держателях, облегчающих эту операцию. Если это розетка, приспособленная для крепления на задней стороне устройства, то нужно только выкрутить «заглушку», заменить предохранители и вкрутить обратно.Иногда нужна плоская отвертка, а иногда можно обойтись и одними пальцами.

Трубчатые предохранители на печатных платах обычно поставляются в держателях с металлическими «ушками». Они изготовлены из упругой пластины, поэтому надежно удерживают предохранитель, в то же время обеспечивая хороший ток для . Поврежденный элемент достаточно поддеть снизу, например тонкой отверткой, и вынуть, а сверху вдавить новый.

Предохранители, припаянные непосредственно к плате (SMD, сквозные или иногда трубчатые) просто нужно припаять и потом впаять новый.Рекомендую обращать внимание на время и температуру пайки, особенно с полимерными предохранителями, т.к. при перегреве теряют свои свойства .

.

Автомат защиты от перегрузки по току - как выбрать, подключение, характеристики

Начнем с основ - что такое защита от перегрузки по току? Автоматический выключатель представляет собой автоматический электрический выключатель. Миниатюрные автоматические выключатели предназначены для предотвращения повреждения электрической цепи от перегрузки по току. Они предназначены для отключения при перегрузке или коротком замыкании для защиты от электрических неисправностей и отказа оборудования. Миниатюрные автоматические выключатели подразделяются на разные типы в зависимости от условий отключения при перегрузке по току.Ниже представлена ​​внутренняя структура автоматического выключателя максимального тока на 1 ампер.

Характеристики автоматических выключателей

Различие между каждым типом или классом автоматического выключателя определяется током, при котором автоматический выключатель срабатывает мгновенно. Точное время отключения (время отключения) при заданном токе можно определить по кривой или классу отключения при перегрузке по току.

Тип автоматического выключателя Поездки сразу на

кривой а
2-3x номинального тока

кривой б
3 -5x Номинальный ток

C Curve

5-10x Номинальный ток

D Curve

10-20x Номинальный ток

K Curve

8-12x Номинальный ток

Z-кривая

2-3-кратный номинальный ток

Автоматические выключатели типа А являются наиболее чувствительными и редко используются.Они рассчитаны на мгновенное срабатывание при токе в 2-3 раза больше номинального.

Миниатюрные автоматические выключатели типа B предназначены для немедленного срабатывания , в 3–5 раз превышающего номинальный ток . Они в основном используются в домашних и коммерческих низковольтных приложениях, где перегрузка по току, вероятно, будет низкой . К ним относятся домашних электропроводок и осветительных приборов. Обычно они не используются в таких приложениях, как двигатели.

Автоматические выключатели типа C предназначены для мгновенного отключения при токах, в 5-10 раз превышающих номинальный ток. Обычно используемые в коммерческих и промышленных целях, часто используются в небольших двигателях, вентиляторах, трансформаторах и флуоресцентном освещении .

Миниатюрные автоматические выключатели с наименьшей чувствительностью типа D рассчитаны на мгновенное срабатывание при токах в 10-20 раз превышающих номинальный ток .Это делает их подходящими для высоконагруженных систем и других применений с сильными перенапряжениями . Применение автоматических выключателей типа D включает источники бесперебойного питания , большие двигатели , трансформаторы, рентгеновские аппараты и сварочное оборудование .

Часто используемые в двигателях миниатюрные автоматические выключатели типа K предназначены для немедленного отключения, , когда ток достигает 8-12-кратного номинального тока .Миниатюрные автоматические выключатели типа K и D имеют очень похожие свойства. Основное отличие состоит в том, что автоматические выключатели типа K срабатывают быстрее , когда ток немного превышает номинальный. Это делает их более чувствительными, чем миниатюрные автоматические выключатели типа D, и в то же время они подходят для таких приложений, как двигатели.

Как и миниатюрные автоматические выключатели типа A, типа Z предназначены для чувствительных систем . Они рассчитаны на мгновенное срабатывание, когда ток достигает 2-3 раза от номинального тока.Миниатюрные автоматические выключатели Z-типа обычно используются для защиты полупроводниковых цепей.

Как выбрать автоматический выключатель?

При выборе автоматического выключателя необходимо учитывать четыре фактора: 90 150 1) Допустимая нагрузка по току . Это номинальный ток, на котором будет основываться характеристика отключения. 90 150 2) Характеристика отключения .В несколько раз больше номинального тока, при котором должен сработать автоматический выключатель. Это определит тип автоматического выключателя.
3) Номинальная отключающая способность при коротком замыкании Это максимальный ток и напряжение, на которые рассчитаны автоматические выключатели для безопасного разрыва цепи. Коммутационная способность также может быть указана как максимальный ток при заданном напряжении. 90 150 4) Количество полюсов . Количество полюсов определяет количество фаз (или цепей), которые можно защитить одним устройством.Однополюсный автоматический выключатель защищает только одну цепь, а трехполюсный автоматический выключатель защищает до трех цепей. Перегрузка одного полюса приведет к срабатыванию автоматического выключателя.

Другим фактором, который следует учитывать, , является долговечность или срок службы , то есть максимальное количество циклов. Как правило, миниатюрный автоматический выключатель рассчитан на двойное срабатывание . Вы можете проверить этот со спецификацией конкретного миниатюрного автоматического выключателя.

Часто задаваемые вопросы по автоматическим выключателям

1) Как проверить автоматические выключатели?
Для проверки автоматического выключателя после установки вам понадобится подходящий портативный вольтметр от известного производителя. Электрики также рекомендуют перед установкой вручную проверить коммутационный механизм автоматических выключателей; обычно для открытия и закрытия более надежных моделей требуется большее давление.

2) Можно ли комбинировать различные автоматические выключатели?
При выборе миниатюрных автоматических выключателей технические характеристики имеют большее значение, чем торговая марка, поэтому теоретически вы можете использовать любой компонент, совместимый с конкретным устройством.Тем не менее, смешивание марок в одной и той же установке не рекомендуется, так как это снижает надежность испытаний и может привести к аннулированию гарантии на установку.

3) Почему миниатюрные автоматические выключатели выбирают чаще, чем предохранители?
Миниатюрные автоматические выключатели выполняют ту же функцию, что и электрические предохранители, которые плавятся и тем самым разрывают цепь, если протекающий ток превышает определенный предел. Однако предохранители могут быть менее надежными, чем миниатюрные автоматические выключатели — последние лучше работают при более низких напряжениях и не нуждаются в замене после использования.

4) В чем разница между автоматическими выключателями и автоматическими выключателями?
Автоматические выключатели в литом корпусе выполняют функции, очень похожие на миниатюрные автоматические выключатели, но имеют более высокую электрическую мощность. Все миниатюрные автоматические выключатели представляют собой устройства до 100 ампер и предназначены для цепей низкого напряжения, поэтому их кривые срабатывания не могут быть отрегулированы. Напротив, автоматические выключатели в литом корпусе имеют регулируемую характеристику срабатывания, что означает, что они могут использоваться при более высоких напряжениях - в некоторых случаях до 2500.

5) В чем разница между автоматическими выключателями и автоматическими выключателями с заземлением?
Заземляющие автоматические выключатели используют заземление в качестве основного метода контроля электрического тока и предотвращения поражения электрическим током. Они работают, обнаруживая любое отклонение напряжения через корпус устройства, а затем разрывая цепь, если оно превышает установленный уровень. Они выполняют ту же функцию, что и УЗО, но последние обнаруживают паразитное напряжение напрямую, и поэтому теперь их чаще выбирают электрики.

6) В чем разница между автоматическими выключателями и УЗО?
УЗО — это еще один вид оборудования для обеспечения электробезопасности. В то время как миниатюрные автоматические выключатели имеют общую функцию, устройства защитного отключения специально разработаны для защиты от часто смертельного риска поражения электрическим током в результате прикосновения к оголенным проводам или неправильно заземленным кабелям. Они работают непосредственно в электрических цепях для обнаружения неисправностей и отключения потенциально опасных токов.Устройства защитного отключения также доступны в различных типах - типы A, B, C, D, K и Z.

Краткое описание автоматических выключателей максимального тока

Благодаря этой статье вы узнали, что такое миниатюрные автоматические выключатели, вы узнали о принципах и характеристиках операции. Вы узнали, для чего не предназначены автоматические выключатели максимального тока, и ознакомились с методикой подключения автоматического выключателя к одному и многим электрическим компонентам.

Миниатюрные автоматические выключатели применяются везде, где возможно увеличение тока в розетках или в сети.Хорошо подобранные миниатюрные автоматические выключатели точно защищают всю электрическую установку машины, обеспечивая безопасность даже очень чувствительных датчиков. Мы верим, что вы сможете выбрать автоматический выключатель максимального тока, наиболее подходящий для вашей установки, чтобы он выполнял свои функции, максимально используя свои возможности.

Специалисты EBMiA могут помочь с выбором подходящих автоматических выключателей . Благодаря сотрудничеству с известными производителями мы можем поставлять компоненты и аксессуары высочайшего качества.В этом вопросе и в случае любых других сомнений или вопросов достаточно проконсультироваться с нашими опытными продавцами-консультантами, которые будут рады предоставить необходимую информацию.

Предлагаем вам прочитать следующие статьи, в которых мы описываем:

Ограничитель перенапряжения - подключение, что это такое, как работает, конструкция

Выключатель-разъединитель - что это такое, как выбрать, конструкция, применение

Устройство защитного отключения - что это такое и как оно работает?

Предохранители, элементы защиты электроустановок

Выключатель двигателя - эффективный способ защиты двигателя

Кулачковый выключатель - способ подключения, принцип работы

Реле времени - принцип работы, реле времени , типы

Защита от перенапряжения - что это такое, виды, преимущества

.

Как подобрать предохранитель на наши м1, м2, м3...м4..?

Для правильной работы предохранителя его номинал должен быть равен максимальному напряжению электроэнергии во всей квартире. Также стоит помнить, что чем выше эти значения, тем больше устройств могут безопасно работать одновременно по всему дому.

Прежде чем ответить на этот вопрос, остановимся на приоритетном вопросе - он касается безопасности. Не только предохранители, но и вся электроустановка (которая взаимозависима) - должна быть оптимально безопасной.

Таким образом, предохранители должны соответствовать определенным основным требованиям - номинал главного выключателя должен быть соответствующим. Что это значит? Она не может быть слишком низкой (что может привести к «выпадению» предохранителя и различным сбоям) или слишком высокой — тогда мы без надобности теряем электроэнергию.

Основные функции предохранителей

Чтобы «оценить» важность правильных параметров работы выключателя, стоит обратить внимание на основные функции этих устройств.Они предназначены для отключения электрической цепи при протекании по ней слишком большого тока. Слишком большой ток может привести к опасному короткому замыканию. В результате выделяется большое количество тепла.

В наших домах мы используем предохранители трех типов: предохранители класса В (защищают от удара молнии) С – обеспечивают безопасное использование электронного оборудования, гарантируют снижение перенапряжения до 1,5 кВ и предохранители класса D – устанавливаются в коробках, приборах и розетках.

Основной предохранитель является наиболее важным - именно благодаря его работе можно поддерживать так называемый возможность кабельной разводки, т.е. бесперебойная работа всех энергопотребляющих устройств - речь идет об их одновременном функционировании.

Для этого необходимо правильно рассчитать значение главного выключателя. Проще всего это сделать, выполнив простое действие: подав питание одновременно работающим устройствам. Как правило, это будут: холодильник, телевизор, компьютер(ы), стиральная машина, посудомоечная машина, освещение и другая бытовая техника (напр.электрическое отопление).

Для выбора оптимального главного предохранителя необходимо также знать его мощность. Это значение выражается в киловаттах, возможно, также в киловаттах. По отдельности они не отличаются друг от друга. Однако первая единица относится к реальному значению, вторая – к кажущейся мощности.

Предохранитель и нагрузка

При этом предохранитель настраивается на: номинальное напряжение (напряжение в установке не должно превышать 110 % от номинального напряжения самого предохранителя), номинальный ток (определяет величину электрической энергии, которая может быть проведена в непрерывным и безотказным способом), ток несрабатывания (наивысшее значение тока, который он способен проводить в данный момент без расплавления) и ток отключения (наименьшее значение тока, которое «активирует» плавкую вставку в данный момент времени). время).

Самые популярные предохранители в квартирах

Предохранители максимального тока

чаще всего используются в бытовых установках. Благодаря им можно эффективно защитить как распределительные устройства, так и трансформаторы, кабели и другие элементы системы.

Несмотря на развитие современных технологий во многих областях, в том числе с точки зрения различных аспектов использования электроэнергии, защита от короткого замыкания по-прежнему является наиболее часто используемой защитой для домашних электроустановок - ценится как за ее эффективность, так и за экономичность.

Ogarniamprad.pl .

Расширение электроустановки в C-360 часть 1

Переходя на веб-сайт путем: прокрутки содержимого за пределы сообщения, отображаемого в нижней части страницы, перехода по ссылкам, ведущим к элементам веб-сайта, и закрытия информационного окна относительно файлов cookie и обработки данных, вы соглашаетесь на обработку персональные данные от PWR Sp. о.о. и его доверенных партнеров в маркетинговых целях, в том числе для показа целевой рекламы, т. е. рекламы, адаптированной к вашим интересам.

Сообщаем вам о необходимости принятия решений относительно обработки ваших данных PWR и Доверенными партнерами и способах выражения или несогласия на их обработку, а также об использовании файлов cookie и аналогичных технологий для сопоставления рекламы с ваши интересы и проводить аналитику страниц наших веб-сайтов, мы информируем вас на нижних страницах наших веб-сайтов, пока вы не примете решения об этих решениях.

Отсутствие согласия может привести к увеличению количества рекламных объявлений, отображаемых случайным образом без учета ваших интересов. Дополнительную информацию о файлах cookie и подобных технологиях, а также о целях их использования можно найти в Политике конфиденциальности.

Администратор данных, т.е. Polskie Wydawnictwo Rolnicze Sp. о.о. (PWR) со штаб-квартирой в Познани на ул. Metalowa 5 и наши доверенные партнеры, с которыми мы сотрудничаем для достижения наших аналитических и маркетинговых целей.

Эти данные включают в себя: IP-адрес, URL-адрес запроса, доменное имя, идентификатор устройства, идентификатор мобильной рекламы, тип браузера, язык браузера, количество кликов, количество времени, проведенное на отдельных страницах, дату и время использования Веб-сайта, тип и версию. работу системы, разрешение экрана, данные, собранные в журналах сервера, и другую подобную информацию.

a / Законный интерес PWR, заключающийся в проведении собственной и сторонней маркетинговой деятельности, сотрудничающей с PWR, включая сопоставление контента и рекламы с вашими интересами, проведение анализа трафика веб-сайта и его функциональности, а также обеспечение безопасности услуг, возможность реализации прав и требований, 90 015 б / согласие дано - на осуществление маркетинговой деятельности PWR и ее Доверенных партнеров-рекламодателей, заключающейся в подборе контента и рекламы в соответствии с вашими интересами

Право отозвать свое согласие на обработку персональных данных в любое время.Отзыв согласия не влияет на законность действий в период, когда согласие было дано. Право на доступ к своим данным, их исправление, удаление, право на передачу данных, право на возражение, право на ограничение обработки, а также право на подачу жалобы в надзорный орган, которым является Президент Управления по защите данных. (Подробности доступны в Политике конфиденциальности)

Благодаря вашему согласию на обработку ваших данных с целью таргетинга контента и рекламы PWR и Trusted Partners, мы сможем ограничить количество отображаемой рекламы и представить вам только те, которые могут вас заинтересовать.Вы должны сделать этот выбор отдельно для каждого используемого устройства или веб-браузера

Отсутствие вашего согласия на обработку ваших данных с целью таргетирования контента и рекламы PWR и доверенными партнерами не позволяет нам ограничивать контент и рекламу теми, которые могут вас заинтересовать. Объявления по-прежнему будут видны, они будут отображаться случайным образом — вне зависимости от ваших интересов. Технические решения, препятствующие установке т.н.сторонние файлы cookie не позволяют нам эффективно отключить сопоставление объявлений на всех наших сайтах. Лучше всего отключать сопоставление объявлений на каждом из наших сайтов по отдельности. Если вы используете разные устройства и/или браузеры, помните, что отключение сопоставления объявлений в выбранном браузере или устройстве действует только на этом браузере или устройстве. Поэтому вам придется делать такой выбор отдельно для каждого устройства или веб-браузера.

1. Вы можете отозвать свое согласие на установку файлов cookie и аналогичных технологий в любое время.Это можно сделать, изменив настройки браузера.

2. Чтобы отозвать согласие на обработку персональных данных в маркетинговых целях, в частности связанных с показом целевой рекламы, воспользуйтесь опцией ниже и, в зависимости от вашего выбора, установите (согласие) или снимите флажок (нет согласия).

.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)