10.4. Выбор предохранителей:

а) по условию длительной эксплуатации и условиям пуска.

Предохранитель не должен отключать установку при перегрузках, которые являются эксплуатационными. Так, пусковой ток двигателя I_п= до 7I_н. время пуска от 1с до десятков секунд. Предохранитель должен в течение времени пуска выдерживать пусковой ток не перегорая, причем что бы не было теплового старения вставки пусковой ток не должен быть больше, чем 0,5 I_пл вставки по времятоковой характеристике для t_пуск. Ток, например, если t_пуск 1с, то I_пл вставки = 5 I_н , значит I_пуск =0,5 I_пл = 2,5 I_н , или I_{н вставки} =0,4 I_пуск, I_н =I_пуск/α т.е. номинальный ток вставки выбирается по пусковому току. В повторно- кратковременном режиме работы I_вст = (0,5÷ 0,6) I_п .

Если предохранитель стоит на линии питающей несколько двигателей, то I_вст выбирается по формуле: I_вст = 0,4(I_p + I_н ); I_н= I_p+ I_пуск/α, где I_p – расчётный номинальный ток линии, I_пуск – пусковой ток мощного двигателя.

При таком выборе вставки работают с большим запасом и нагреваются при пуске до 65°С. При тяжёлых условиях пуска (длительный пуск) или небольшой перегрузке, предохранитель не защищает цепь, температура проводов может достичь воспламенения. При токах однофазных К.З. в трёхфазной цепи, когда I_к3 < 15 I_н время работы предохранителя более 15 сек и создается опасность поражения людей током. При выборе вставки необходимо брать ближайшее наименьшее сечение недающее ложных отключений при перегрузках, с другой стороны обеспечивающее безопасность и пожаробезопасность.

б) выбор по условию избирательности (селективности)

Предохранитель 1 имеет вставку большего сечения, чем 2 у потребителя. Избирательность заключается в том, что при К.З. у потребителя должен перегорать пр 2, а остальные остаются в работе. Для этого время работы 2 пр должно быть меньше времени нагрева пр 1 до плавления t_р2 ≤ t_пл1. Избирательность соблюдается при условии, если q₁/ q₂ > 1,55 где q₁ и q₂ сечение вставок пр1 и пр2.

Реальное время срабатывания предохранителя может отклоняться от паспортного на 50% в обе стороны из-за производственных допусков. Тогда, для наиболее ответственных установок 0,5t_ср1> 1,5t_cp2 или t_ср1 ≥3 t_cp2

На практике берут допуск ± 25%, тогда 0,7 t_cp1 ≥ 1,25 t_cp2 или t_cp1 ≥1,7 t_cp2

Рис. 44

Глава одиннадцатая. Автоматические воздушные выключатели.

11.1. Требования к автоматам.

Автоматы служат для отключения цепей при ненормальных режимах – перегрузках, К.З., понижениях напряжениях и т.д., а также для редких включений и отключений номинальных токов. Воздушный – т.к дуга гасится а воздухе.

К автоматам предъявляются требования:

1. Токоведущая цепь (в т.ч. контакты) должна пропускать номинальный ток в течение длительного времени

2. Автомат должен без повреждений отключать многократно предельные т.к.3

3. Автоматы должны иметь малое время отключения для уменьшения разрушений, вызываемых т.к.з.

11.2. Основные параметры

Основными параметрами автоматов являются номинальный ток и напряжение, предельный ток отключения, собственное и полное время отключения.

а)

б)

рис. 45

Собственное время автомата t₁ – от момента наступления срабатывания I_cp до начала расхождения контактов.

На рис. 45 – кривые тока и напряжения на контактах в процессе отключения. Точка О – начала к.3, ток к.3 растёт на экспоненте и через время t₀ достигнет I_cp – у ставки по току срабатывания. t₀ тем меньше, чем больше скорость нарастания тока. Собственное время отключения t₁ требуется на расцепление защелки и прохождение провала контактов. t₁ зависит от конструкции контактов, способа расцепления, массы подвижных частей. Если t₁ ≥ 0,01 сек то автомат называется обыкновенным (небыстродействующим) т.к. ток к.3 успевает достичь установившего значения, что не облегчает работу оборудования и самого автомата. В быстродействующих автоматах время t1 превосходит 0,005 сек, т.е. работают с токоограничением. Так, в цепи I_{уст. кз} = 400A, автомат с t₁ = 0,08сек отключит при токе 280А, с t₁ =0,04 при 160А, а с t₁ = 0,005 при 22А. Э.д.у. ограничиваются в 50-150 раз. Быстродействующие применяются на выпрямительных установках постоянного тока, на железных дорогах, метро, трамваях.

Дуга гаснет за время t₂ .

Если отключение происходит от повышения тока, то это максимальные автоматы по току, при снижении тока или напряжения до уставки – минимальные автоматы по току или напряжению. Для выполнения избирательной защиты автоматы должны иметь регулировку i_cp и t_ср.. Автоматы с защитой максимальной по току и минимальной по напряжению называются универсальными. Промышленные и бытовые автоматы с максимально-токовой защитой отрегулированной на заводе, закрытые пластмассовым кожухом по безопасности – называется установочными. Их характеристики в эксплуатации не могут регулироваться.

Автоматы имеют основные узлы: токоведущую цепь, дугогасительную систему, привод, механизм свободного расцепления, элементы защиты-расцепители.