Mpk-prometey.ru

МПК Прометей
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет токов короткого замыкания и выбор автоматических выключателей и предохранителей

Расчет токов короткого замыкания и выбор автоматических выключателей и предохранителей

Расчет токов короткого замыкания необходим для правиль­ного выбора и отстройки защитной аппаратуры. Ток короткого замыкания возникает при соединении токоведущих частей фаз между собой или с заземленным корпусом электроприемника в схемах с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом. Его величина, А, может быть определена по формуле

где Uф — фазное напряжение сети, В;

Zп — сопротивление петли фаза-нуль, Ом,

R — активное сопротивление одного провода цепи корот­кого замыкания, Ом;

X — индуктивное сопротивление, рассчитываемое по удель­ному индуктивному сопротивлению равному 0,6 Ом/км;

Zт — полное сопротивление фазной обмотки трансформа­тора на стороне низшего напряжения, Ом,

где UH, IH — номинальные напряжение и ток трансформатора;

UK% — напряжение короткого замыкания трансформатора, % от номинального.

Величины UH, lН и Uк% для соответствующего трансформа­тора приводятся в главе 5.

Выбор электрического аппарата осуществляется по его функциональному назначению, по роду напряжения и тока, ->о величине мощности.

Следует иметь в виду современную тенденцию, заклю­чающуюся в том, что при выборе между предохранителями и автоматическими выключателями, предпочтение отдается последним в силу их большей надежности, лучшей защиты от неполнофазных режимов, универсальности и т. д.

Выбор аппаратов по напряжению заключается в соответ­ствии номинального напряжения, указанного в паспорте ап­парата, и его рода (переменное, постоянное) номинальному напряжению питающей сети. При выборе аппарата по току следует учесть, что его номинальный ток должен быть не меньше рабочего тока установки.

Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели выбираются прежде всего по номинальным значениям напряжения и тока. Затем опреде­ляются токи уставки теплового и электромагнитного расцепителей.

Тепловой росцепитель автомата защищает электроуста­новку от длительной перегрузки по току. Ток уставки теплового расцепителя принимается равным на 15—20% больше рабочего тока:

где 1Р — рабочий ток электроустановки, А.

Электромагнитный расцепитель автомата защищает электроустановку от коротких замыканий. Ток уставки электромагнитного расцепителя определяется из следующих соображений: автомат не должен срабатывать от пусковых токов двигателя электроустановки Iпуск.дв., а ток срабатывания электромагнитного расцепителя IЭМР выбирается кратным току срабатывания теплового расцепителя:

где К = 4,5—10 — коэффициент кратности тока срабатывания электромагнитного расцелителя.

Выбранный автоматический выключатель проверяется по чувствительности и по отключающей способности. Автоматы с номинальным током до 100 А должны срабатывать при условии

где IО.К.З. — ток однофазного короткого замыкания.

Чувствительность автомата, имеющего только тепловой расцепитель, определяется соотношением:

Автоматы с номинальным током более 100 А должны срабатывать при

Отключающая способность автомата с электромагнитным расцепителем определяется величиной тока трехфазного короткого замыкания IТ.К.З.

Выбор предохранителей

Ток плавкой вставки предохранителя выбирается в соот­ветствии с выражением

Ток плавкой вставки предохранителей, используемых для защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

где Iпуск пусковой ток двигателя, А;

β — коэффициент, зависящий от условий пуска, при сред­них условиях пуска (β = 2,5.

После несложной процедуры регистрации Вы сможете пользоваться всеми сервисами и создать свой веб-сайт.


Моя заявка.
всего позиций: 0.

Проверка автоматических выключателей

Свидетельство о регистрации электролаборатории Свидетельство о регистрации электролаборатории (стр.2)

Проверка автоматических выключателей напряжением до 1000 В любого типа, класса и с любым типом расцепителя и количеством полюсов проводится в установленные технической документацией сроки, но не реже, чем один раз в 3 года.

От работоспособности устройств зависит надежность защиты электрических цепей. Проверяют их по утвержденной методике на специальном стенде перед вводом в эксплуатацию, в процессе эксплуатации, после капитальных и текущих ремонтов, а также после профилактических работ и испытаний.

Читайте так же:
Расположение выключателя для ванной

Автоматические выключатели должны надежно осуществлять защиту от таких факторов:

  • поражения электрическим током при коротких замыканиях (к.з.);
  • перегрузок;
  • снижения напряжения ниже допустимой величины;
  • при повреждении изоляции проводников.

Достигаются эти условия путем автоматического отключения питания за определенный строго нормированный период времени, который указывается производителем автоматического выключателя на его корпусе и в сопроводительной документации.

Проверка автоматических выключателей напряжением до 1000В

Отклонение времени срабатывания от нормируемой величины является первопричиной для его браковки. Особенности проверки Проверка начинается с визуального осмотра автоматического выключателя. На корпусе аппарата должна быть четко видна и хорошо читаться маркировка, он не должен иметь видимых дефектов и не плотностей прилегания своих частей, а также его зажимы должны быть в рабочем состоянии. Далее вручную необходимо выполнить несколько операций включения и выключения аппарата. Только после этого переходят к операции прогрузки в нескольких режимах, которые установлены нормативными документами для каждого конкретного типа выключателя.

Каждый аппарат имеет свою времятоковую характеристику. Благодаря ей прослеживается зависимость тока нагрузки от времени срабатывания расцепителя (теплового, независимого, электромагнитного). На устройство подается ток искусственного короткого замыкания необходимой величины и фиксируется время срабатывания защиты. Эти данные сравниваются с характеристиками, указанными производителем. Согласно требованиям ГОСТ 50345-2010 выполняется в форсированном режиме 2-х или 3-х кратное превышениеуказанного на корпусе номинального тока расцепителя за определенное времявсего изделия в целом и каждого расцепителя по отдельности (для устройств с тепловыми и электромагнитными расцепителями). Только в этом случае можно говорить о работоспособности автоматического выключателя. Для каждого типа выключателя и расцепителя время срабатывания не должно превышать указанного компанией-производителем. При чем, необходимо учитывать, что производитель указывает их для случая одновременной нагрузки испытательным током всех полюсов устройства, соединенных последовательно.

Как выбрать автоматические выключатели

В электрической сети иногда возникают перегрузки, способные привести к аварии и даже к пожару. Чтобы этого не допустить, были созданы специальные устройства – автоматические выключатели (АВ), которые способны сами определять, когда цепь близка к опасному режиму, и отключать “плохой” участок, не дожидаясь, пока последствия неисправности примут масштабный характер.

Линейка автоматических выключателей

Как они работают

Существует два основных способа отключения автоматов: тепловой и электромагнитный. Во-первых задействован механизм теплового расширения и сжатия материалов, тогда как во-вторых – способность электрического тока вызывать электромагнитное поле, которое может механически воздействовать на материальные объекты. Эти методы служат разным целям, и, как правило, они оба применяются в любом автоматическом выключателе.

Тепловое расцепление

Этот вид защиты электрической сети оберегает цепь от скачков силы тока, которые иногда случаются при неполадках на линии и у потребителя. В автомате ток проходит не через провод, а через особую биметаллическую пластину (это пластина, изготовленная из разных металлов, соединенных “бутербродом”), и когда его величина становится слишком большой, пластина нагревается.

Но так как разные ее части имеют разную теплоемкость, одна сторона греется сильнее, и потому вся конструкция начинает не просто расширяться, как было бы в случае с обычной металлической пластиной, а изгибаться. Изогнутая часть начинает давить на кнопку отключения от сети, и при определенном усилии, автомат срабатывает.

Выбор автоматических выключателей

В автомате ток проходит не через провод, а через особую биметаллическую пластину, и когда его величина становится слишком большой, пластина нагревается

Читайте так же:
Электропроводка подключение розеток выключателей

Электромагнитное расцепление

Второй способ выключения – основан на способности электромагнитного поля двигать металлические предметы. Катушка (соленоид) – это аналог постоянного магнита, и при протекании через нее тока, она тоже приобретает свойство притягивать и отталкивать металлы.

Внутрь катушки вставляют стальной сердечник, прикрепленный пружинкой, и когда сила тока в витках катушки достигает порогового значения, магнитное давление превышает силу сопротивления пружины, и выталкивает сердечник прямо на кнопку. От удара она срабатывает, и автомат отключает защищаемый участок от электрической сети.

Примеры выбора плавких предохранителей и автоматических выключателей

Примеры выбора плавких предохранителей и автоматических выключателей

Типы автоматов

Электрические сети и их элементы – цепи бывают самых разных видов и конфигураций, и для каждой из них требуются свои автоматические выключатели.

Рассмотрим параметры, по которым следует их выбирать:

Число полюсов

Установка автоматического выключателя

Автоматический выключатель нужно подбирать под конкретную цепь – он должен обязательно контролировать все фазы линии, и можно, но не обязательно, ноль

Электрические сети могут быть одно- и многофазными. Например, в линиях электропередач течет трехфазный ток, а когда он доходит до наших домов, он превращается в двухфазный, поэтому в розетках только две дырки.

Автоматический выключатель нужно подбирать под конкретную цепь – он должен обязательно контролировать все фазы линии, и можно, но не обязательно, ноль.

На нулевой провод ставят автомат, в том случае, если он вводной, или проще говоря, – самый главный, например в подъезде. Это делают для того, чтобы была возможность в любой момент полностью обесточить квартиру для проведения каких-либо ремонтных работ.

Число полюсов автомата отвечает за то, на какую линию он ориентирован. Если на однофазную, то у него 1 полюс, если на двухфазную, то 2 и так далее. А сами полюса представляют собой ни что иное, как клеммы, которые находятся в углублениях на корпусе автоматического выключателя, и обычно клеммы одного полюса расположены вверху и внизу по одной линии друг с другом.

В квартиры, как правило, устанавливают 2-х полюсные АВ.

Максимальный рабочий ток

Автомат срабатывает при определенном значении силы протекающего через него тока, или тока уставки. Это также необходимо учитывать при выборе, поскольку, если например, у вас в квартире сила тока в 6 А – это нормальная величина, а вы взяли автомат, который выключается при 5-ти Амперах, то вы явно не сможете проводить у себя дома время с комфортом.

Посмотрите на корпусе автомата, на какой номинал он рассчитан, а затем вычислите примерный максимальный ток линии, которую вы защищаете. Для этого:

  1. Сложите мощности всех бытовых устройств, подключенных к линии, их можно узнать в технических паспортах или на упаковке, а иногда даже на корпусе самого изделия.
  2. Затем разделите получившуюся суммарную мощность на номинальное напряжение, которое для квартир равно 220 В, и на косинус фи, который равен, в среднем, 0,97.
  3. Сравните полученный ток с номинальным током автомата. Если он рассчитан на нормальную работу при таком его значении, то все хорошо, и можно переключаться на сверку других параметров, если же автомат при таком токе будет отключаться, то следует поискать еще.

Ток короткого замыкания

КЗ – это аварийное состояние, при котором тoки линии поднимаются до очень больших значений, и плавят проводку. Вот почему они являются причиной возгораний и пожаров. Одним из назначений АВ является также и защита сети от таких перегрузок. Однако тoк кз не является какой-то определенной фиксированной величиной и поэтому при выборе автомата необходимо проявить внимательность.

Читайте так же:
Переменный резистор с выключателем r12

На сегодня по правилам ПУЭ разрешается устанавливать АВ с током кз не менее 6 КА, они же являются самыми распространенными автоматами в жилом секторе. Но на промышленных предприятиях, где токи кз могут быть в десятки и в сотни раз выше, используют более мощные автоматические выключатели. Ведь слабый автомат при таких токах просто сгорит и придет в негодность, а постоянно заменять их невыгодно.

Итак, если вы живете в квартире или частном доме, АВ на 6 КА вам хватит, но если дом находится рядом с трансформаторной подстанцией, или по соседству живет какой-нибудь изобретатель-самоучка, из-за которого постоянно отключается свет, то можно взять и на 10.

Автоматические выключатели одного производителя

Рабочее напряжение

Обычные домашние автоматы рассчитаны на переменное напряжение в 220 В в квартире и 380 В в линии. Эти данные можно найти на корпусе АВ.

Селективность выключателя

Это очень полезное свойство, позволяющее отключать от сети поврежденный участок, но при этом оставить в работе максимальное количество других потребителей. Например, у вас в доме 4 розетки и на одной из них произошло кз. Обычный, неселективный выключатель отключит от сети всю квартиру, тогда как селективный обесточит лишь только поврежденную розетку, и вы сможете дальше, как ни в чем ни бывало, наслаждаться прелестями электрификации.

Когда в одной из ветвей происходит кз, автомат срабатывает при длительности кз в 0,1 с, поэтому вышестоящий АВ не успевает отключиться, так как он запрограммирован срабатывать, когда замыкание длится 0,5 с.

Маркировка автоматических выключателей

Маркировка автоматических выключателей

Маркировка автоматических выключателей

Сегодня международным стандартом принята единая маркировка АВ, которая существенно упрощает жизнь электрикам из разных стран:

  • Обозначается производитель.
  • Серия.
  • Время-токовая характеристика и номинал. Для квартир подходит буква “С”, но есть еще “B”, “C” и “D”. Токовый номинал – это величина тока, который может долго протекать через автомат без его срабатывания.
  • Предельный ток кз, при котором автомат будет продолжать функционировать после отключения в режиме кз, или проще говоря, не перегорит.
  • Класс токоограничения. Это та доля тока кз, при которой срабатывает автомат, не давая ему вырасти до максимума.

Блиц-советы

  • Выбирая автомат, не дешевите и не экономьте на здоровье. Китайский хлам не даст вам 100%-ной гарантии, что защита сработает в нужный момент. Отдавайте предпочтение немецкой фирме Шнайдер или АББ, хоть они и дороже, но надежнее.
  • Тщательно подберите все параметры на соответствие номиналу.
  • Обеспечьте селективность, так как электрики смогут починить вашу проводку не ранее, чем через день, вы же не хотите сидеть два дня без света? А если выходные?

Правильно установленная система будет работать долго, поэтому наймите квалифицированного мастера.

Проверка автоматических выключателей

Назначение автоматического выключателя – пресекать аварийные режимы работы сети. Это – короткие замыкания и перегрузки. Но как узнать – работает ли эта защита и поможет ли она в нужный момент?

Для этого характеристики расцепителей автоматов проверяются. Это выполняется:

  • при вводе в эксплуатацию нового оборудования;
  • в процессе эксплуатации по истечении определенного срока;
  • при подозрении на отказ выключателя;
  • после аварийных ситуаций, связанных с прохождением через выключатель больших токов (совмещается с ревизией контактов);
  • для точной настройки характеристик расцепителей.
Читайте так же:
Номинальный ток автоматического выключателя для дома

Виды автоматических выключателей

Самая узнаваемая для пользователей – бытовая серия модульных автоматических выключателей. Они устанавливаются на DIN-рейку и не имеют регулировок характеристик срабатывания. Все уставки расцепителей у модульной серии автоматических выключателей и дифференциальных автоматов отсчитываются от их номинального тока.

Модульный автоматический выключательМодульный автоматический выключатель

Ток отсечки зависит от буквенного обозначения, стоящего перед значением номинального тока.

Буквенное обозначениеКратность тока отсечки
В2-5 от Iном
С5-10 от Iном
D10-20 от Iном

Это означает, что реальное значение тока, при котором сработает автомат, лежит в некотором диапазоне. Завод-изготовитель гарантирует, что это будет так.

Тепловые расцепители автоматов модульной серии начинают работу при превышении номинального тока. Время, по истечении которого произойдет отключение, зависит от кратности проходящего через автомат тока перегрузки к номинальному. У автоматических выключателей разных производителей время отключения отличается. Определить его можно по характеристикам, которые определяются по справочным данным на данную серию автоматов. Но и эта величина имеет разброс, поэтому характеристика отключения представляет собой не одну кривую линию, а их семейство, обозначаемое заштрихованной зоной. При определенном токе через автомат ожидаемое время срабатывания лежит в диапазоне, определяемое на границах этой зоны.

Время-токовые характеристики модульных выключателей

Время-токовые характеристики модульных выключателей

До сих пор в распределительных щитках встречаются автоматы, имеющие в своем составе либо только тепловую, либо максимальную защиту. Проверка этих устройств наиболее актуальна, так как их электромеханическая часть отслужила много лет, часть деталей заржавела и недееспособна.

Устаревшие модели выключателей

Устаревшие модели выключателей

Следующий вид автоматических выключателей имеет нерегулируемую отсечку и регулируемую тепловую защиту. Для этого на его передней панели есть регулятор, с помощью которого номинальный ток теплового расцепителя изменяется в пределах 0,5 – 1,0 от номинального тока автомата. Такие автоматы применяются для защиты электродвигателей и точной настройки на ток защищаемой кабельной линии, обеспечения селективности защит от перегрузки. Регулятором выставляется ток, при котором начинается работа тепловой защиты. Положение регулятора отражается и на семействе характеристик выключателя.

Автомат с регулируемой тепловой защитой

Автомат с регулируемой тепловой защитой

Еще сложнее конструкция выключателя, имеющего кроме регулируемого теплового расцепителя еще и регулируемый электромагнитный. Есть модели, в которых регулировка осуществляется механически: изменением усилия пружины, противодействующей усилию, создаваемому катушкой отключения. Такие устройства встречаются у выключателей старого образца.

У современных автоматов регулировки выполняются при помощи встроенного блока защиты. Это комплекс, включающий в себя датчики тока, установленные на всех трех фазах выключателя, и полупроводниковое устройство, обрабатывающее полученные сигналы.

Автомат с полупроводниковым расцепителем

Автомат с полупроводниковым расцепителем

Состав защит, устанавливаемых в максимальной комплектации в такие автоматы:

  • максимально токовая отсечка с регулируемой независимой от тока выдержкой времени;
  • защита от перегрузки с регулируемым стартовым током и характеристикой срабатывания по времени;
  • защита от токов однофазного замыкания, с регулируемой уставкой и выдержкой по времени.

Устройства для проверки выключателей

Комплексы, используемые для проверки выключателей, специально разрабатываются для этой цели. Исключением являются устройства серии РЕТОМ, которые изначально предназначены для проверки релейной защиты, но могут использоваться и для подачи токов на контактную систему выключателя с контролем момента отключения.

Наиболее подходит для этой цели РЕТОМ-21. Проверка срабатывания теплового расцепителя выполняется подачей непрерывного тока одновременно с запуском секундомера прибора, настроенного на фиксацию исчезновения тока при отключении. Электромагнитные расцепители проверяются токами, подающимися импульсами длительности, устанавливаемой пользователем. При плавном подъеме тока неизбежно срабатывание защиты автомата от перегрузки.

Читайте так же:
Схема реверсивного выключателя тройного положения

РЕТОМ-21

РЕТОМ-21

Важное достоинство РЕТОМа – ток, подающийся для проверки – синусоидальный. Большинство других устройств, специально разработанных для проверки автоматов, выдает импульсный ток, формируемый тиристорными регуляторами. Но их габариты меньше, а управление – проще.

Устройство для проверки автоматов РТ-2048

Устройство для проверки автоматов РТ-2048

Таких устройств много. Ток для проверки отсечки они тоже подают увеличивающимися по амплитуде импульсами регулируемой длительности, а для проверки тепловой защиты выставляется требуемый ток и запускается секундомер.

Методика проверки автоматических выключателей

Перед проверкой модульного выключателя определяют его номинальный ток и кратность срабатывания. Затем по характеристике находят диапазон времени, в который укладывается тепловая защита при трехкратном номинальном токе. Таким током ее и проверяют.

Автомат подключается к испытательному устройству. Сначала проверяют отсечку. Автомат включают и через него кратковременно пропускают ток, увеличивая его величину ступенями. Большинство приборов выполняют подъем тока и выдержку времени между ступенями автоматически.

Паузы при подъеме нужны для того, чтобы исключить преждевременное срабатывание тепловой защиты. После срабатывания фиксируют ток отсечки, и автомат сразу же включают снова. Если он не включится, то сработала не отсечка, а тепловая защита. Это правило не относится к автоматам с полупроводниковыми расцепителями.

Затем автомату дают немного остыть и проверяют тепловой расцепитель. Ступенями поднимают ток до трехкратного номинального. Паузы делают для того, чтобы биметаллическая пластина расцепителя раньше времени не начала изгибаться. В этом случае результаты проверки исказятся.

Одновременно с запуском секундомера подают ток. Фиксируют время, за которое сработала защита, сравнивают его с диапазоном, определенным по характеристике.

При выходе измеренных параметров из допустимого диапазона автомат бракуют. Если срабатывания тепловой защиты не происходит за максимальное время, определенное по характеристике, испытание прекращают. Иначе от нагрева расплавится корпус автомата.

У трехполюсных выключателей проверяются все три фазы, характеристики срабатывания их примерно одинаковы, но не идентичны – элементы защиты у них разные и каждый имеет разброс параметров.

Проверка полупроводниковых расцепителей

Принцип проверки тот же, отличие лишь в том, что первоначально нужно выставить на расцепителе требуемые уставки. Поскольку такие автоматы используются для защиты производственных механизмов, питающих фидеров на трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах, то эти данные берут из проекта.

Устройства для проверки имеют ограничения по максимально выдаваемому току. Поэтому мощные автоматические выключатели напрямую проверить удается не всегда. Ток отсечки в 10 000 А выдать не просто. Поэтому работники электролабораторий идут на хитрость. Уставка по току занижается до величины, которую способно выдать используемое проверочное устройство. После проверки она возвращается в исходное положение.

То же самое делается и с уставкой по току перегрузки. Если ее можно совсем вывести, то при проверке отсечки эта возможность обязательно используется. Ложного срабатывания защиты от перегрузки не произойдет.

Но ждать при проверке мощных автоматов придется все равно. Токи настолько велики, что нагревается проверочное оборудование и соединительные провода. Чтобы не вывести приборы из строя и не расплавить изоляцию, в работе регулярно делаются паузы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector