Принцип работы предохранителя на видеоролике
При прохождении электрического тока меньше предельно допустимого, калиброванная проволока, соединяющая контакты предохранителя, нагревается до температуры около 70˚С. В случае превышения тока номинала предохранителя, проволока начинает нагреваться сильнее и при достижении температуры плавления металла, из которого она сделана – расплавляется, электрическая цепь разрывается, и течение тока прекращается.
Поэтому предохранитель и назвали плавким или плавкой вставкой. Видеоролик представлен в замедленном виде, для того, чтобы было хорошо видно, как происходит перегорание провода в предохранителе. В реальных условиях провод в предохранителе перегорает практически мгновенно.
Предохранитель защищает от превышения тока в цепи и, не имеет значения напряжение питающей сети, в которой он установлен, это может быть батарейка на 1,5 В, и автомобильный аккумулятор на 12 В или 24 В, сеть переменного напряжения 220 В, трехфазная сеть на 380 В.
То есть Вы можете установить один и тот же предохранитель, например номиналом 1 А и в колодке предохранителей автомобиля, и в фонарике и в распределительном щите 380 В. Все типы плавких предохранителей отличаются только внешним видом и конструкцией, а работают по одному принципу – при превышении заданного тока в цепи, в предохранителе из-за нагрева расплавляется проволока.
Основных причин выхода из строя предохранителя две, из-за бросков питающего напряжения или поломки внутри самой радиоаппаратуры. Редко, но встречаются отказы предохранителя и по причине плохого его качества.
Многие думают, что предохранитель ремонту не подлежит. Но это не совсем так. В экстренной ситуации, когда под рукой нет запасного и, например, из-за отказавшегося работать авто в пути или усилителя, и срывается музыкальное сопровождение школьного бала или свадьбы, а все магазины уже закрыты, выбирать не приходится.
При грамотном подходе можно с успехом восстановить для временного использования до замены новым перегоревший предохранитель, сохранив его защитные функции. Зачастую такие проблемы решают банальным замыканием контактов держателя предохранителя любой попавшейся проволокой, а еще хуже, просто вставляют вместо предохранителя гвоздь или кусок толстой проволоки. Такое решение может окончательно все испортить и способствует возникновению пожара.
Разновидности предохранителей
Различные предохранители
Одноразовый предохранитель
Файл:Elecchrical Fushe (aka).jpg
Плавкий предохранитель для маломощных приборов
В электрической цепи плавкий предохранитель является слабым участком электрической цепи, сгорающий в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение высокой температурой. Плавкие предохранители делятся на следующие типы:
- слаботочные вставки (для защиты небольших электроприборов до 6 ампер)
- вилочные (для защиты электрических цепей автомобилей) миниатюрные
- обычные вилочные
пробковые (встречаются в жилом секторе, до 63 ампер)
- DIAZED (самые распространённые в СССР)
NEOZED
ножевые (до 1250 ампер)
- 000 (до 100 ампер)
00 (до 160 ампер)
0 (до 250 ампер)
1 (до 355 ампер)
2 (до 500 ампер)
3 (до 800 ампер)
4а (до 1250 ампер)
кварцевые
газогенерирующие
Так же плавкие предохранители различаются по характеристике срабатывания относительно номинального тока. . Из-за инертности срабатывания плавких предохранителей, в профессиональной среде электриков они довольно часто используются в качестве селективной защиты в паре с автоматическими выключателями. Селективности между самими плавкими вставками добиваются соотношением 1:1,6 , время-токовая характеристика плавких предохранителей устанавливается зависимостью соответственно I²t ; ПУЭ регулирует защиту воздушных проводящих линий таким образом, чтобы предохранитель срабатывал за 15 секунд (ток короткого замыкания в конце линии должен быть равен трём номинальным токам предохранителя). Существенной величиной является время, за которое происходит разрушение проводника при превышении установленного тока. С целью уменьшения этого времени некоторые плавкие предохранители содержат пружину предварительного натяжения. Эта пружина также разводит концы разрушенного проводника, предотвращая возникновение дуги.
Конструкция плавкого предохранителя
- плавкую вставку — элемент содержащий разрывную часть электрической цепи (например проволоку, перегорающую при превышении определённого уровня тока)
- механизм крепления плавкой вставки к контактам, обеспечивающим включение предохранителя в электрическую цепь и монтаж предохранителя в целом.
Исполнительный механизм плавкого предохранителя
Плавкие вставки (в керамическом корпусе) предохранителя
Плавкая вставка предохранителя обычно представляет собой стеклянную или фарфоровую оболочку, на основаниях которой располагаются контакты, а внутри находится тонкий проводник из относительно легкоплавкого металла. Определённой силе тока срабатывания соответствует определённое поперечное сечение проводника. Если сила тока в цепи превысит максимально допустимое значение, то легкоплавкий проводник перегревается и расплавляется, защищая цепь со всеми её элементами от перегрева и возгорания .
Советуем изучить — Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики
Плавкие вставки используемых в домашнем хозяйстве пробковых предохранителей имеют следующую маркировку (DIN 18015-1):
Наибольшее распространение получили кварцевые и газогенерирующие предохранители.
В кварцевых предохранителях (ПК) патрон заполнен кварцевым песком, и дуга гасится путем удлинения, дробления и соприкосновения с твердым диэлектриком.
В газогенерирующих предохранителях для гашения дуги используются твердые газогенерирующие материалы (фибра, винипласт и др.). Газогенерирующие предохранители выполняются с выхлопом и без выхлопа газа из патрона при срабатывании. Предохранители с выхлопом газа из патрона называют также стреляющими (ПСН-10 и ПС-35), поскольку срабатывание их сопровождается звуком, похожим на оружейный выстрел. Предохранители напряжением выше 1 кВ выполняются как для внутренней, так и для наружной установки.
Где устанавливается
Диф-автомат устанавливается только на DIN-рейку в распределительном щитке квартиры или дома. К автомату подключаются блоки розеток или отдельные мощные электроприборы – стиральная машина, электропечь, электродуховка или водонагреватель.
Стиральная машина, морозильная камера, насос – эти приборы имеют в своей конструкции электродвигатель, поэтому их пусковая потребляемая мощность может превышать заявленную фирмой – производителем в несколько раз. Приводим таблицу с указанием коэффициентов возрастания токов в начале работы прибора:
Время действия пусковых токов в бытовых приборах
Таким образом, стиральная машина при включении может потреблять 12,5 кВт в течении первых 4х секунд, а если дифавтомат для нее не рассчитан на такую мощность – каждый раз при включении он будет выбивать. Но это не означает, что нужно выбирать дифференциальный автомат, мощностью 12,5 кВт!
Где устанавливается
Диф-автомат устанавливается только на DIN-рейку в распределительном щитке квартиры или дома. К автомату подключаются блоки розеток или отдельные мощные электроприборы – стиральная машина, электропечь, электродуховка или водонагреватель.
Стиральная машина, морозильная камера, насос – эти приборы имеют в своей конструкции электродвигатель, поэтому их пусковая потребляемая мощность может превышать заявленную фирмой – производителем в несколько раз. Приводим таблицу с указанием коэффициентов возрастания токов в начале работы прибора:
Время действия пусковых токов в бытовых приборах
Таким образом, стиральная машина при включении может потреблять 12,5 кВт в течении первых 4х секунд, а если дифавтомат для нее не рассчитан на такую мощность – каждый раз при включении он будет выбивать. Но это не означает, что нужно выбирать дифференциальный автомат, мощностью 12,5 кВт!
Номиналы предохранителей ориентировочные
Номинал предохранителя на микроволновке порядка 12 А (2 Квт) Номинал предохранителя в блоке питания компьютера 400 Вт – 2,5 А, 600 Вт-4, 800 Вт – 5 А.
В целом примерно рассчитать предохранитель можно по мощности потребляемого устройства. То есть мощность делим на напряжение и получаем ток. Именно этот ток с небольшим запасом и станет номиналом нашего предохранителя. Надо понимать, что даже предохранитель для защиты имеет небольшой запас по мощности порядка 10 процентов. Это связано с пусковыми индукционными токами при прохождении через индуктивность и при зарядке конденсаторов большой емкости.
Критерии выбора трехфазного коммутатора
Перед покупкой стоит учесть все параметры, которые будет иметь входной аппарат.
Ток утечки
На корпусе имеется маркировка – греческая буква «дельта». Токовая утечка частного дома составляет около 350 мА, отдельной группы приборов – 30 мА, светильников и розеток – 30 мА, одиночных звеньев – 15 мА, бойлера – 10 мА.
Разновидности по току
На автомате имеются индексы А (срабатывание при утечке постоянного тока) и АС (срабатывание при утечке переменного тока).
Количество полюсов
Однополюсный автомат применяется для одной фазы
В зависимости от количества полюсов можно приобрести трехфазный выключатель:
- однополюсный тип аппаратов для защиты одного кабеля и одной фазы;
- двухполюсный, представленный двумя приборами с общим рубильником – выключение происходит в момент превышения допустимого значения одного из них, одновременно обрываются нейтраль и фаза в однофазной сети;
- трехполюсный аппарат, обеспечивающий разрыв и защиту фазной цепи – являются тремя приборами с общей рукояткой активации/деактивации;
- четырехполюсный прибор, который монтируется только на ввод трехфазного РУ – разрывает все три фазы и рабочий ноль. Разрыв заземления защиты недопустим.
Место установки
Для бытового использования предназначен электрический автомат на 3 фазы с маркировкой С на 25 А. На вводе в этом случае лучше устанавливать изделия С50, С65, С85, С95. Для розеток или иных точек – С 25 и С 15, для освещения – С 12 или С 17, для электроплиты – С 40. Они будут срабатывать, когда показатели тока в 5-10 раз превышают номинал.
Принцип работы
Устройство автомата обеспечивает специфику его работы. Рассмотреть принцип действия прибора стоит на примере однополюсной модели:
- На верхнюю клемму подключается кабель от линии питания, на нижнюю – провода потребителей.
- Для включения необходимо ставить ручку в верхнее положение, для отключения – в нижнее.
- В момент включения механизмом взвода направляется подвижный контакт к неподвижному. Сцепка соединяется.
- Соленоидный расцепитель-электромагнит функционирует по принципу выталкивания сердечника из центра катушки электромагнитным полем.
Принцип работы автоматического выключателя
- Цилиндрический сердечник из металла надавливает на рычаг механизма расцепления.
- За счет гибкой перемычки катушка контактирует с подвижным элементом. Его положение регулирует резьбовой винт.
- Неподвижный контакт, подкинутый на верхнюю клемму, выступает в качестве упора для подвижного. Он же замыкает цепь при взводе механизма расцепления.
- Контакты автоматически выключаются при повышенной токовой нагрузки. О разрыве цепи свидетельствует искрение. Искры гасит дугогаситель. Дым и остаточные газы выводятся через специальный канал.
- Тепловым расцепителем дублируются все этапы работы электромагнитного сердечника. Разница заключается в выталкивании рычага выгнутой биметаллической пластиной.
Работа в нормальном режиме
В неаварийном режиме автомат работает иначе. Ручка управление поднята вверх, а ток поступает на устройство через кабель питания. Проводник подкинут на верхнюю клемму. Затем ток направляется на неподвижные контакты, оттуда – на подвижные. На соленоидную катушку токи подаются через гибкий кабель. После нее поступают на биметаллический элемент, оттуда – на винтовую клемму внизу, а дальше – в электроцепь, к которой подключена нагрузка.
Как подобрать предохранитель ПКТ зная параметры транформатора?
| Кабель кгн: описание и характеристики
Мощность трансформатора, кВА |
Первичный ток трансформатора | Ток предохранителя | Первичный ток трансформатора | Ток предохранителя | Первичный ток трансформатора | Ток предохранителя | ||||||
| 6 кВ | 7.2 кВ | Imin, A | Imax, A | 10 кВ | 12 кВ | Imin, A | Imax, A | 30 кВ | 36 кВ | Imin, A | Imax, A | |
| 50 75 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 | 4.8 7.2 9.6 12.1 15.4 19.2 24.1 30.3 38.5 48.1 60.6 76.9 96.2 | 4.1 6.2 8.2 10.3 13.2 16.4 20.6 26 33 41.2 51.9 66 82.5 | 10 16 25 32 40 40 50 50 63 80 100 100 125 | 16 20 32 40 50 50 63 63 80 100 125 125 160 | 2.9 4.3 5.8 7.2 9.2 11.5 14.4 18.2 23 28.8 36.4 46.2 57.7 | 2.4 3.6 4.8 6 7.7 9.6 12 15.2 19.2 24 30.3 38.5 48.1 | 6 10 10 16 20 25 32 40 50 50 63 80 100 | 10 16 16 20 25 32 40 50 63 63 80 100 125 | 0.96 1.4 1.9 2.4 3.1 3.8 4.8 6.1 7.7 9.6 12.1 15.4 19.2 | 0.8 1.2 1.6 2.0 2.6 3.2 4.0 5.1 6.4 8.0 10.1 12.8 16.0 | 2 4 6 6 6 10 10 16 20 20 25 40 50 | 4 6 10 10 10 16 16 20 25 25 32 50 63 |
Пример выбора плавких предохранителей
В предыдущей статье мы рассмотрели условия выбора плавких предохранителей. В этой же статье, речь пойдет непосредственно о примере выбора плавких предохранителей для асинхронных двигателей и распределительного щита ЩР1, согласно схеме рис.1 (схема дана в однолинейном изображении). Самозапуск двигателей исключен. Условия пуска легкие. Технические характеристики двигателей приведены в таблице 1.
Рис. 1 – Схема защиты плавкими предохранителями группы короткозамкнутых асинхронных двигателей
Таблица 1 – Технические характеристики двигателей 4АМ
| Обозначение на схеме | Тип двигателя | Номинальная мощность Р, кВт | КПД η,% | Коэффициент мощности, cos φ | Iп/Iн |
| 1Д | 4АМ112М2 | 7,5 | 87,5 | 0,88 | 7,5 |
| 2Д | 4АМ100L2 | 5,5 | 87,5 | 0,91 | 7,5 |
| 3Д | 4АМ160S2 | 15 | 88 | 0,91 | 7,5 |
| 4Д | 4АМ90L2 | 3 | 84,5 | 0,88 | 6,5 |
| 5Д | 4АМ180S2 | 15 | 88 | 0,91 | 7,5 |
1. Определяем номинальный ток для двигателя 1Д:
2. Определяем пусковой ток для двигателя 1Д:
3. Определяем номинальный ток плавкой вставки предохранителя FU2:
Iн.вс. > Iпуск.дв/k = 111,15/2,5 = 44,46 А;
где: k =2,5 — коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя, в моем случаем пуск двигателей легкий. Подробно выбор коэффициента, учитывающий условие пуска двигателя рассмотрен в статье: «Условия выбора плавких предохранителей».
Выбираем плавкую вставку предохранителя FU2 на ближайший больший стандартный номинальный ток 50 А, по каталогу на предохранители NV-NH фирмы ETI, согласно таблицы 2.
Номинальный ток отключения для предохранителей NV/NH с характеристикой АМ составляет 100 кА. По этому условие Iном.откл > Iмакс.кз., будет всегда выполнятся.
Аналогично рассчитываем номинальный ток плавкой вставки для двигателей 2Д-5Д и заносим результаты расчетов в таблицу 3.
| Обозначение на схеме | Тип двигателя | Ном.ток, А | Пусковой ток, А | Номинальный ток плавкой вставки, А | Ном. ток предохранит., А | |
| Расчетный | Выбранный | |||||
| 1Д | 4АМ112М2 | 14,82 | 111,15 | 44,46 | 50 | 50 |
| 2Д | 4АМ100L2 | 10,5 | 78,8 | 31,52 | 40 | 40 |
| 3Д | 4АМ160S2 | 28,5 | 213,7 | 85,48 | 100 | 100 |
| 4Д | 4АМ90L2 | 6,14 | 39,9 | 15,96 | 20 | 20 |
| 5Д | 4АМ180S2 | 28,5 | 213,7 | 85,48 | 100 | 100 |
4. Выбираем плавкую вставку предохранителя FU1.
4.1 Определяем наибольший номинальный длительный ток с учетом, что у нас включены все двигатели:
4.2 Определяем наибольший ток, учитывая что наиболее тяжелым режимом для предохранителя FU1, будет пуск наиболее мощного двигателя 5Д при находящихся в работе двигателях 1Д, 2Д, 3Д, 4Д.
Выбираем плавкую вставку предохранителя FU1 на номинальный ток 125 А.
Теперь нам нужно проверить выбранные плавкие вставки на отключающую способность короткого замыкания для отходящих линий в соответствии с ПУЭ раздел 1.7.79, время отключения не должно превышать 5 сек. Для проверки берется ток однофазного замыкания на землю в сети с глухозаземленной нейтралью.
Значения токов короткого замыкания для проверки отключающей способности предохранителей берем из статьи: «Пример приближенного расчета токов короткого замыкания в сети 0,4 кв».
Проверим выбранную плавкую вставку предохранителя FU2 на отключающую способность.
Двигатель 1Д защищен плавкой вставкой на 50 А, ток однофазного КЗ составляет 326 А, максимальный ток отключения плавкой вставки при времени 5 сек составляет 281 А согласно таблицы 2, Iк.з.(1) = 326A > Iк.з.max=281A (условие выполняется). Аналогично проверяем и остальные предохранители, результаты расчетов заносим в таблицу 4.
Проверим на отключающую способность предохранитель FU1, учитывая, что ток трехфазного короткого замыкания в месте установки предохранителя Iк.з(3) = 2468 А.
Предельно допустимый ток отключения для предохранителя FU1 с плавкой вставкой на 125 А составляет 100 кА > 2468 A (условие выполняется).
Таблица 4 – Результаты расчетов
| Обозначение на схеме | Номинальный ток плавкой вставки, А | Iк.з.(3), А | Iк.з.(1), А | Максимальный ток отключения плавкой вставки при времени 5 сек. Iк.з.max, A | Примечание |
| FU1 | 125 | 2468 | — | — | |
| FU2 | 50 | — | 326 | 281 | Условие выполняется |
| FU3 | 40 | — | 222 | 195 | Условие выполняется |
| FU4 | 100 (80) | — | 429 | 595 (432) | Условие не выполняется |
| FU5 | 20 | — | 122 | 86 | Условие выполняется |
| FU6 | 100 (80) | — | 429 | 595 (432) | Условие не выполняется |
Как видно из результатов расчета для предохранителей FU4 и FU6 чувствительности к токам КЗ не достаточно. Чтобы увеличить чувствительность к токам КЗ, можно увеличить сечение кабеля, в данном случае увеличение сечение кабеля, является не целесообразным.
Либо уменьшить номинальный ток плавкой вставки для предохранителей FU4 и FU6, отстраиваясь от пусковых токов и учитывая, что условия пуска двигателя легкие (время пуска 5 сек.).
Общие правила расчета
Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.
Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах – напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.
Кроме того, в обязательном порядке учитывается ток плавления, от которого зависит диаметр проволоки, установленной внутри. Когда выполняется расчет плавкой вставки предохранителя, для каждого металла этот показатель имеет собственное значение и выбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должен обеспечить требуемые защитные характеристики. Длина вставки не может быть слишком большой, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.
Расчетная мощность нагрузки обычно указывается в маркировке изделия. В соответствии с этим параметром выполняется расчет номинального тока предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, в которой Inom является номинальным током защиты, Pmax – максимальная мощность нагрузки, а U – напряжение питающей сети.
Критерии выбора
Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.
Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя
По мощности нагрузки
Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.
Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.
Мощность нагрузки как критерий выбора
По сечению кабеля
Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.
Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4
Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время
Таблица сечения кабели и мощности
По току короткого замыкания (КЗ)
Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено
Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.
Ток короткого замыкания как критерий выбора
По длительно допустимому току проводника
Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети
Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом
Вам это будет интересно Пускатель звезда треугольник
Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.
Таблица допустимого тока для проводов с алюминиевыми жилами
В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.
Условия выбора предохранителя
Дата добавления: 2015-07-23 ; ; Нарушение авторских прав
Плавкие предохранители выбирают по следующим условиям:
3.1. По номинальному напряжению. Номинальное напряжение предохранителей Uпp.ном. должно быть, как правило, равно номинальному напряжению электроустановки
3.2. По номинальному току плавкой вставки. Номинальный ток плавкой вставки Iпв.ном. должен быть выбран по следующим условиям:
где: Iр.max. – максимальный рабочий ток сети, защищаемый предохранителем;
Imax. – максимальный ток сети при включении электроприемников, у которых пусковые токи значительно превышают номинальные;
Кн·– коэффициент надежности, принимаемый для линий, питающих лампы накаливания и нагревательные приборы 1,0; люминесцентные лампы – 1,25; лампы ДРЛ – 1,1.
α – коэффициент, зависящий от пускового режима защищаемых электродвигателей и типа плавкого предохранителя.
При защите линии, к которой подключен один двигатель
где Кi – кратность пускового тока двигателя.
При защите предохранителем линии, к которой присоединено несколько приемников:
где Ko – коэффициент одновременности;
– сумма рабочих токов всех приемников за исключением одного, у которого разность между пусковым и номинальным токами наибольшая
Iпуск. – пусковой ток исключенного из суммы двигателя.
При выборе плавких вставок безынерционных предохранителей (ПН, НПН, НПР) для защиты короткозамкнутых электродвигателей с мягкими условиями пуска (длительность пуска 2. 5 с) α = 2,5; с тяжелым режимом пуска α = 1,6; для малоинерционных предохранителей (ПР-2) при легком режиме пуска α = 3,0; при тяжелом α = 2,0; при частых пусках (15 и более в час) двигателей с легким режимом пуска плавкие вставки нужно выбирать как для тяжелого режима.
Предохранители, выбранные по этим условиям, защищают короткозамкнутые двигатели только от коротких замыканий.
Ток плавкой вставки предохранителя ПКТ-10 кВ для защиты трансформаторов выбирается по 3 условиям:
1) при отстройке от рабочего максимального тока
где Кн·= 1,25 – коэффициент надежности;
2) при отстройке от броска тока намагничивания трансформатора при его включении под напряжение
3) при отстройке от кратковременного тока при пуске крупных электродвигателей.
Если эти расчеты не производятся, значения токов плавких вставок выбирается по мощности трансформаторов по табл. 18.8 (при Uс.ном. = 10 кВ).
| Sт.ном. кВА |
| Iпв.ном., А |
3.3. По селективности защиты.
Для проверки селективности действия плавких предохранителей, а также для согласования их с работой релейной защиты составляют карты селективности. При установке однотипных предохранителей напряжением до 1000 В селективность будет соблюдена, если плавкие вставки каждых двух последовательно включенных предохранителей отличаются не меньше, чем на две ступени по шкале номинальных токов плавких вставок, а предохранителей высокого напряжения с кварцевым заполнителем – на одну ступень. Технические данные предохранителей до 1000 В приводятся в табл. 5.2. и на рис. 5.1, 5.2., с. 28-30 , а выше 1000 В с, 206-210 .
Предохранители в режиме постоянного тока
Использование предохранителей в цепях постоянного тока имеет свои особенности, т.к. из-за большой скорости процессов и отсутствия нулевых переходов тока цепи на работу предохранителя значительно влияют реактивные параметры цепи. Индуктивность в цепи постоянного напряжения ограничивает скорость нарастания тока. Время, затрачиваемое на достижение током 63% от конечного значения, называется постоянной времени, обозначаемой соотношением L/R. Скорость же нарастания тока влияет на начальную энергию плавления элемента предохранителя. Это определяет как время-токовую характеристику плавления, так и максимальный пропускаемый ток (Рис.1).
Для длительного периода времени (более 1 секунды) тепловой эффект переменного тока такой же, как и постоянного, характеристики сливаются (см. рис. 2).
Рис.1. Время-токовая характеристика цепи постоянного тока
Рис.2. Зависимость времени плавления от L/R
Большинство схем имеют постоянную времени между 10 и 20 миллисекундами, исходя из чего спецификации МЭК (международной электротехнической комиссии) требуют тестирования в этих пределах. Константы времени больше чем 20 мс встречаются не часто, за исключением тяговых решений электротранспорта, где большая длина контактной сети даёт чрезвычайно высокое соотношение индуктивности к сопротивлению. При коротких замыканиях, в условиях срабатывания предохранителя, значение постоянной времени цепи может отличаться от постоянной времени в «нормальных» рабочих условиях.
Во многих выпрямительных схемах, даже в условиях срабатывания, плавкая вставка будет под воздействием переменного напряжения (когда напряжение стремится к нулю или близко к нулю с регулярностью, соответствующей частоте питания).
В этих условиях, гашение дуги внутри плавкой вставки в случае срабатывания упрощается снижением напряжения до нуля. Когда предохранитель установлен в цепи постоянного тока, процесс гашения дуги при срабатывании не будет упрощаться периодическим снижением напряжения до 0, как в ситуации с переменным напряжением. При постоянном токе погасить дугу гораздо сложнее, вот почему и предохранитель в этом случае, как правило, должен быть гораздо больше по размерам (Рис.3).
Рис.3. Предохранители одного номинала для переменного (слева) и постоянного (справа) тока
Напряжение, при котором плавкая вставка может безопасно работать, таким образом, зависит от постоянной времени цепи. Следует отметить, что при малых значениях постоянной времени номинал тока предохранителя при постоянном напряжении иногда может оказаться больше, чем при переменном (согласно стандартам IEC или UL). Однако для большинства случаев номинал предохранителей при постоянном токе не превышает 75% от номинала при переменном токе, и по мере увеличения постоянной времени он снижается.
Напряжение дуги, возникшей внутри плавкой вставки во время срабатывания, будет меняться по отношению к напряжению системы. Изменение напряжения дуги в результате самоиндукции относительно приложенного напряжения будет также различным для цепей переменного и постоянного тока. Если это специально не предусмотрено конструкцией, предохранители не рекомендуется применять для защиты от незначительных перегрузок в цепях постоянного тока. Производительность в этой области может быть ограничивающим фактором при выборе предохранителя.
Советуем изучить — Атомные электростанции России
Компания Bussmann производит большой диапазон предохранителей, специально разработанных для работы при постоянном токе в самых разнообразных приложениях: в тяговых транспортных решениях, системах бесперебойного питания, выпрямителях, частотных преобразователях, солнечной энергетике и др. Предохранители для цепей постоянного тока выпускаются на типовые напряжения 750, 1000, 1200, 1500, 2000 и 4000 В в диапазоне токов до 1600А, различного конструктивного исполнения.
