Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Предохранители или автоматические выключатели вру

Защитные устройства в электрощитах: плавкие вставки

Иногда вводно-распределительные устройства и другие электрощиты оснащают не только автоматическими выключателями, но и дополнительным оборудованием – плавкими вставками. Они не способны выполнять прием и распределение электроэнергии, но отлично справляются с защитой электроустановок и кабельных линий от токов коротких замыканий и перегрузок сети.

Предохранители устанавливают в щитах, предназначенных для электроснабжения промышленных и жилых объектов, больниц, поликлиник, спортивных комплексов и других крупных построек. Чаще всего их монтируют в ВРУ, шкафах, обеспечивающих распределение электрической энергии и соответствующих пунктах (ШР, ПР), щитках низкого напряжения и станциях управления. Функциональные блоки имеют номинальный ток следующего диапазона: от 2 до 630 А, и могут эксплуатироваться в однофазных и трехфазных сетях.

Особенности конструкции

Вставки состоят из нескольких элементов, из которых можно выделить два основных:

Каркас собирают из прочной керамики, стекла или армированного полимера, который может иметь термореактивные свойства. Эти материалы обладают стойкостью к окислению и каким-либо внешним воздействиям, сохраняют прочность при динамических ударах и резких перепадах температуры. Благодаря этому устройство способно справляться с появлением сверхтоков. Корпус – это держатель плавкой вставки. Он является базовой деталью, к которой крепится главный элемент с контактами, указатель срабатывания, информация о номинальных данных и другие важные компоненты. При этом он образует камеру гашения электрической дуги и обеспечивает включение предохранителя в электрическую цепь. Для эффективной работы в нем размещают кварцевый песок высокой химической очистки.

Контакты выполняют из электротехнической меди с гальваническим покрытием. Он исключает появление коррозии и каких-либо повреждений в процессе эксплуатации. Для плавкой части (токопроводящего элемента) используют фосфористую бронзу. Она представляет собой сплав меди с цинком и фосфором. Его надежно закрепляют точечной сваркой с выводами. Поверхности соприкосновений с держателем делают в форме ножа. Это упрощает их монтаж и сокращает время сборки изделия.

В конструкции обязательно присутствует специальный индикатор в виде выдвижного штока. По его состоянию можно определить сработавшие блоки. Габариты плавких вставок, их номинал, установочные размеры и другие технические параметры определяются общепринятыми стандартами ГОСТ.

Принцип действия предохранителя

Работа системы происходит в двух режимах: в нормальных условиях и в аварийных, то есть при замыканиях и перегрузках. Стандартный режим предполагает нагрев функционального элемента, в результате чего количество теплоты отдается в окружающую среду. Обычно эта температура не превышает допустимых значений и не способна разрушить внутреннюю изоляцию щита.

В случае возникновения аварийной ситуации сила тока в сети возрастает, из-за чего увеличивается уровень теплоты. иногда вставки имеют суженные участки, чтобы сократить время плавления. При коротких замыканиях их нагревание происходит настолько интенсивно, что части устройства расплавляются в нескольких местах еще до достижения максимального значения электротока. Плавясь, предохранитель разрывает цепь, тем самым останавливая дальнейшую передачу энергии. В месте разрыва появляется электрическая дуга, которая гасится ограниченным патроном.

Устанавливая подобные средства защиты, стоит помнить, что они являют одноразовыми и требуют обновления. Замена плавких вставок в электрощитах должна проводиться только высококвалифицированными специалистами с соответствующим разрешением. Такие предохранители могут использоваться как основной элемент, уберегающий установку от непредвиденных ситуаций или как дополнительный. Очень часто в распределительном щите можно встретить несколько вставок, каждая из которых защищает свой участок цепи.

Защитные устройства в электрощитах: плавкие вставки

Изделия под заказ

Весь спектр услуг по обработке металла. Разработка и выпуск изделий для Ваших проектов

Выбор автоматов защиты и предохранителей для частотника

Предохранители и автоматические выключатели — обязательные элементы защиты, устанавливаемые на входе преобразователя частоты. Эти устройства используются для оперативного либо аварийного отключения ПЧ.

Читайте так же:
Принцип действия магниточувствительных выключателя

Оперативное отключение ПЧ

Как любое другое устройство, преобразователи частоты иногда необходимо полностью отключать от питающей сети, например, при техобслуживании и ремонте. В данном случае автоматы и предохранители выполняют роль рубильника для снятия питания.

Аварийное отключение ПЧ

В этом случае не всё так просто. С одной стороны, вводной автомат перед ПЧ должен обеспечить максимальную защиту от перегрузки и короткого замыкания, с другой – исключить возможность ложных срабатываний. При этом важным критерием является не только ток, но и время срабатывания, поскольку преобразователь содержит полупроводниковые силовые элементы, которым для выхода из строя достаточно пол-периода превышения максимального тока.

Рассмотрим основные виды предохранителей.

Полупроводниковые предохранители

Производители рекомендуют устанавливать быстродействующие полупроводниковые предохранители. Однако минусом такого решения является высокая цена. Впрочем, при использовании дорогостоящих частотных преобразователей и необходимости минимизации простоев это решение применяется довольно часто.

Полупроводниковый предохранитель

Плавкие предохранители

Другой вариант – использование быстродействующих плавких предохранителей типа gG.

Плавкий предохранитель

Плавкие вставки типа gG обладают высокой способностью к ограничению тока перегрузки и КЗ. Правильный выбор номинала плавкой вставки гарантирует полное восстановление работы оборудования после короткого замыкания. Разумеется, предохранители придётся заменить, однако, их стоимость несоизмеримо мала со стоимостью оборудования.

Автоматические выключатели

Большинство производителей допускают применение автоматических выключателей с тепловым (защита от перегрузки) и электромагнитным (защита от короткого замыкания) расцепителем. В данном случае необходимо использовать защитные автоматы с токо-временной характеристикой класса В, которая обеспечивает срабатывание электромагнитного расцепителя при превышении номинала в 3-5 раз.

Автоматические выключатели

При этом настоятельно рекомендуется устанавливать на входе сетевой дроссель, который ограничивает резкие скачки тока при разбалансе фаз, скачках входного напряжения и коротких замыканиях. В результате скорость нарастания аварийного тока уменьшается, позволяя надежно сработать автоматическому выключателю или внутренней защите ПЧ.

Также допускается установка автоматических выключателей класса С при условии, что на линии питания электрошкафа, в котором установлены ПЧ, включены быстродействующие предохранители соответствующего номинала. Например, на вводе в шкаф стоят предохранители, затем через моторные дроссели и защитные автоматы класса С подключены несколько ПЧ. Такая схема защитит от КЗ и перегрузки.

Выбор номиналов предохранителей и защитных автоматов

Номинал предохранителя или защитного автомата выбирается из расчета удвоенного номинального входного тока ПЧ. Лучше, если ток предохранителя будет меньше, например, в 1,5-1,8 раза от тока ПЧ. Это улучшит защиту, но увеличит вероятность ложных срабатываний при резких пусках и допустимых перегрузках ПЧ.

В любом случае следует руководствоваться рекомендациями производителя частотного преобразователя, приведенными в руководстве по эксплуатации.

42. Выбор плавких предохранителей и автоматических выключателей

Плавкий предохранительэто элемент электрической цепи, основное назначение которого –защита ее от повреждения (от токов КЗ и перегрузки). Предохранитель устроен таким образом, что сгорает раньше, чем повреждаются другие элементы. Плавким предохранитель называется потому, что в его основе лежит плавкая вставка. Эта плавкая вставка состоит из сплава, который имеет низкую температуру плавления и при возникновении тока опасного для цепи, количества теплоты которое выделяется при протекании такого тока через эту вставку достаточно, чтобы её расплавить. Когда вставка расплавляется — “перегорает”, то цепь оказывается разомкнутой.

Если в сети установлено несколько последовательно включенных предохранителей, то при КЗ в какой-либо точке сети перегорать должен ближайший к точке КЗ предохранитель.

Наиболее распространенные предохранители, применяемые для защиты электроустановок до 1 кВ являются: ПР-предохранитель разборный, НПН-насыпной предохранитель, неразборный, ПНР-2-предохранитель насыпной, разборный.

Читайте так же:
Устройство поплавкового выключателя для насоса

Плавкие предохранители напряжением до 1 кВ выбирают по следующим параметрам и условиям: (из учебника Э.А.Киреевой, гл.4 ,стр. 69-70)

Автоматический выключатель – предназначен для быстрой и надежной защиты проводов и кабелей электрических сетей от токов перегрузки и КЗ. Главным отличием от плавкого предохранителя является возможность многократного использования.

Механизм расцепления контактов приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или электромагнитным.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, изготовленную из спая двух металлов с различными коэффициентами теплового расширения, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления.

Электромагнитный расцепитель — расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Электромагнитный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро.

Автоматические выключатели на головном участке шинопровода выбирают по следующим параметрам и условиям: (из учебника Э.А.Киреевой, гл.4 ,стр. 71-73)

Кратко: Подбор номинала предохранителя определяется исходя из сечения провода. Зная сечение провода, мы можем узнать, какой максимальный ток он может пропустить без излишнего нагрева. Предохранитель подбирается немного меньшим номиналом, что бы он выключился (сгорел) раньше, чем провод. Разница между АВ и плавким предохранителем заключается в том, что АВ можно использовать многократно, тогда как плавкий предохранитель перегорает и подлежит замене.

43. ОСНОВНЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

К основным экономическим показателям систем передачи и распределения электроэнергии отнесем капитальные затраты (вложения), ежегодные издержки (годовые эксплуатационные расходы), чистый дисконтированный доход и срок окупаемости сооружаемого объекта.

Капитальные затраты (инвестиции) — это единовременные (разовые) денежные средства, которые необходимы для строительства новых или реконст­рукции существующих объектов. Применительно к системам передачи и распре­деления электроэнергии капитальные затраты (стоимость сооружения) можно представить в виде следующих составляющих:

(12.1)

где Кпс1, Кпс2 — стоимость повышающих и понижающих подстанций; Кл — стои­мость сооружения линии электропередачи.

Стоимость подстанции укрупнено может быть представлена в виде:

Ежегодные издержки — это годовые эксплуатационные расходы, необхо­димые для эксплуатации сооружений и устройств системы передачи и распреде­ления электроэнергии. Они включают:

— отчисления на амортизацию объектов электрической сети;

— расходы на эксплуатацию (текущий ремонт и обслуживание);

— стоимость потерянной электроэнергии в элементах сети.

Сущность амортизационных отчислений основывается на том, что каждый объект электрической сети рассчитан на определенный срок службы tc. Во время эксплуатации с течением времени объект приходит в негодность. Если ставится задача сооружения нового объекта взамен старого после окончания его срока службы (т. е. задача осуществления воспроизводства), то за этот период должны быть накоплены соответствующие средства. Это накопление и делается за счет амортизационных отчислений. Нормы на амортизацию выбирают в долях от пер­воначальных капитальных затрат К в зависимости от расчетного срока службы tс объекта:

где KЛ — ликвидная (остаточная) стоимость объекта после прекращения его функцио­нирования, включающая стоимость материалов и оборудования, которые могут быть использованы по другому назначению после ликвидации данного объекта.

Зная норму отчислений на амортизацию, ежегодные расходы на амортиза­цию определяют по формуле:

(12.16)

где Дt — суммарный доход в год t, включающий плату за электроэнергию, полу­чаемую потребителями; Иt — годовые эксплуатационные и другие расходы в год t; Kt — капитальные затраты в год t; T — расчетный срок.

Читайте так же:
Секционный выключатель схема подключения

Сооружение объекта эффективно только при ЧДД > 0.

Если расчетный срок Т не ограничивать сроком службы объекта, то в экс­плуатационные расходы должны включаться амортизационные отчисления. Такие условия характерны для задач систем передачи и распределения электроэнергии, которые непрерывно развиваются, модернизируются, и поэтому для них невозможно установить конкретный срок службы.

В выражении (12.16) норма дисконта Е равна процентной ставке за предос­тавление кредита, либо за хранение средств в банке.

Срок окупаемости капитальных затрат — характеризует общую эффек­тивность капитальных затрат К [70]:

(12.17)

Устройство и технические характеристики электрического автомата

Для выключения, проведения и отключения токов в цепи используется специальное устройство – автоматический предохранитель. Прибор работает в условиях заданного времени или ненормированных явлений электроцепи – коротких замыканий, скачков напряжения.

Особенности и функции

Выключатель является коммутационным прибором, защищающим кабельную линию от критического значения токов. Он выполняет следующие функции:

  • предотвращение повреждений жил проводников при замыкании фазы или земли;
  • коммутация участков цепи – включает и выключает отдельные зоны;
  • защита от перегрузки при включении мощного оборудования в общую сеть;
  • выключение сетевого питания при появлении токов короткого замыкания с предельными значениями.

Коммутационные аппараты управляются вручную, при помощи электромагнитного привода или электродвигателя.

Устройство автомата

Электрический автоматический предохранитель выпускается в одно, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении. В состав изделия входят следующие узлы:

  • контактная система – трехступенчатая, двухступенчатая, одноступенчатая;
  • дугогасительная система – состоит из камер с узкими отверстиями, с дугогасительными решетками или комбинированных камер;
  • привод расцепителя;
  • вспомогательные контакты.

Также у автоматических предохранителей имеются расцепители – реле с прямым действием.

Виды расцепителей

Автомат оснащается двумя типами расцепителей:

  • Электромагнитный, защищающий электрическую цепь от замыканий. Имеет вид катушки с центральным сердечником на пружине. При прохождении токов образуется электромагнитное поле, притягивающее сердечник к катушке.
  • Тепловой, предотвращающий воздействие на электроцепь токов перегрузки. Выполняется как биметаллическая пластина из двух материалов с различным коэффициентом расширения в момент нагрева.

Перегрузка возникает, когда на линию подкидывается электрооборудование с нагрузкой, выше допустимой для данной сети.

Принцип работы

Устройство автомата обеспечивает специфику его работы. Рассмотреть принцип действия прибора стоит на примере однополюсной модели:

  1. На верхнюю клемму подключается кабель от линии питания, на нижнюю – провода потребителей.
  2. Для включения необходимо ставить ручку в верхнее положение, для отключения – в нижнее.
  3. В момент включения механизмом взвода направляется подвижный контакт к неподвижному. Сцепка соединяется.
  4. Соленоидный расцепитель-электромагнит функционирует по принципу выталкивания сердечника из центра катушки электромагнитным полем.

Чем больше повышается значение тока, тем сильнее выгибается пластина.

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.

Условия использования

Силовой предохранительный автомат выпускается в 5 климатических категориях и рассчитан на эксплуатацию при следующих условиях:

  • монтаж на высоте до 1000 м над уровнем моря;
  • температура воздуха снаружи от -40 до +40 градусов без учета инея и росы;
  • относительная влажность воздуха 90 % (+20 градусов) и 50 % (+40 градусов);
  • помещения без пыли, агрессивной концентрации паров и газов, на улице нет взрывоопасной среды и пыли;
  • монтаж на поверхности, куда не достанут капли воды, масла, частицы радиации.

Зависимость эксплуатационных параметров выключателей от условий окружающей среды прописана в ГОСТ 17516.1-90.

Классификация приборов

На основании классификации ПУЭ пользователи могут подобрать устройства одной из категорий.

Выпускаются без теплового расцепителя. Модели подходят для сети, к которой подключаются мощные агрегаты. В качестве защиты от перегрузки применяется реле максимального тока. Предохранитель защищает линию от сверхтока при коротком замыкании.

Класс А

Чувствительные модификации со срабатыванием теплового расцепителя при повышении силы тока на 30%. Автоматы отличаются:

  • катушкой, обесточивающей сеть за 0,05 сек при превышении нормальных показаний;
  • биметаллическим элементом – выключает питание через 20-30 сек.

С помощью приборов организуется соединение цепей с полупроводниками.

Класс В

Оборудование подойдет, если у вас частный дом или квартира. Применяется для подключения к розеточным, осветительным линиям. Характеризуется:

  • срабатыванием электромагнитного расцепителя при увеличении показаний на 200 % за 0,015 сек;
  • срабатыванием пластины из биметалла через 4-5 сек.

Пусковое значение тока для такого устройства должно быть минимальным.

Класс С

Автоматический селективный прибор можно поставить в бытовой сети. Электромагнитный узел срабатывает при превышении номинального тока в 5 раз. Тепловой расцепитель становится активным через 1,5 сек. Устройства класса С используются на вводе.

Класс Д

Применяются для организации общей электролинии в качестве резервной защиты. Срабатывают, когда основное оборудование не может своевременно обесточить питание. Номинал электротока должен превысить норму 10 раз.

Классы K и Z

Время срабатывания зависит от типа тока в сети с индуктивным типом нагрузки. Переменный ток должен быть больше нормы в 12 раз, постоянный – в 18. Электромагнитный соленоид активируется через 0,02 сек, тепловой узел – при увеличении тока на 5 %.

Характеристики автоматических предохранителей

Дифференциальный прибор необходимо подбирать на основании номинального предела отключения, количеству полюсов, время-токовому показателю и номиналу тока срабатывания.

Номинальная отключающая способность

Данная ТТХ автомата указывает диапазон, при котором он разомкнет проводку для обесточивания ее и потребителей. По номинальной отключающей способности бывают приборы:

  • на 4,5 кА – применяется в качестве защиты силовой линии частного дома. Сопротивление кабеля равно 0,05 Ом, предел тока – 500 А;
  • на 6 кА – устанавливается в жилом секторе или общественных зданиях с сопротивлением 0,04 Ом и пределом тока 5,5 кА;
  • на 10 кА – защищают промышленные установки, поскольку ток до 10 000 А возникает в короткой магистрали, проложенной от подстанции.

Для бытового использования подходят модели на 6 кА.

Количество полюсов

По данному параметру можно установить количество проводов для подключения. Существует 4 модификации:

  • Однополюсные. На выключатель можно подкинуть кабели отвода и питания, но он защитит только от возгорания. Нейтраль размещается на нулевой шине в обход автомата. При выключении разрывается фаза.
  • Двухполюсные. Одновременно обесточивают всю проводку. Применяются, когда подключается однофазный прибор (бойлер, водонагреватель). К нему автомат подсоединяется 2-мя проводами питания и 2-мя проводами отвода.
  • Трехполюсные. Используются, когда в сети трехфазный или четырехфазный тип питания. Соединяются по схеме треугольника или звезды.
  • Четырехполюсный. Прибор, необходимый для 6 проводов (3 – фаза, 3 – защита). Допускается подключение на 8 кабелей (4 – фаза с нейтралью, 4 – отводящие, т.е. фазный и нулевой).

Четырехполюсник применяется для токообеспечения промышленного оборудования.

Время-токовый показатель

Величина, при которой автоматическое устройство отключит сеть до достижения критической отметки. Срабатывание происходит:

  • за 10 и более мс;
  • за 6-10 мс;
  • за 2,5-6 мс.

Чем больше категория, тем меньше нагревается сетевой кабель.

Номинал рабочего тока

Характеристика, определяющая скорость срабатывания прибора при увеличении тока над номинальным показателем. На рынке присутствуют модификации:

  • 1 и 2А – обеспечивают электричеством малое количество приборов с суммарной мощностью не больше возможностей устройства;
  • 3А – промышленный вариант при треугольном трехфазном подключении;
  • 6А, 10А и 16А – применяются для запитки отдельных комнат и квартир;
  • 16А – имеют 3 или 4 полюса, устанавливаются на вводе при трехфазном питании;
  • 20А, 25А, 32А – устанавливаются для защиты квартир с большим количеством бытовой техники;
  • 40А, 50А, 63А – высокомощные приборы для промышленных и строительных линий.

Используйте для квартиры модификацию 25А на вводе.

Автомат на 6, 16, 40 или 20 Ампер выпускается в закрытом или открытом корпусе, устанавливается на стену, в специальную нишу или комбинированным способом. При установке в распределительный шкаф фиксируется на дин-рейке. Производители выпускают модели с механическими крепежами или без них.

Особенности электронных предохранителей и ограничителей тока

Плавкий предохранитель устаревшего типа подергается нагреву при токовом воздействии. Некоторые пользователи ставят в щитке перемычку для автомата. Массивное изделие нарушает нормальную работу аппаратуры, становится причиной пожара.

Для многократной защиты применяют электронный предохранитель с функциями:

  • самовосстановления цепи после устранения источника поломки;
  • восстановления сети после вмешательства человека.

Устройства могут оповещать о неисправностях при помощи звуковых и световых сигналов.

Второй вариант защиты – ограничитель величины тока. Для этого применяется одномодульный генератор стабильного тока. Величину ограничения задают производители. Она не повысится, даже когда часть цепи или вся линия подверглись короткому замыканию.

Стабилизаторы с тиристорами и датчиками тока включаются в момент повышения нагрузки. Тиристор шпунтирует цепь так, что напряжение на выходе становится нулевым.

Сколько автоматических выключателей можно использовать

В одном электрощите нельзя устанавливать выключатель дифтока групповой сети со значением более 30 мА. ПУЭ не запрещают подключение нескольких автоматов при условии, что не будет утечки тока. Перед началом работ следует вычислить групповую утечку.

  1. Переменным резистором измерить фактически показатель.
  2. Рассчитать теоретическую величину на основании п. 7 ПУЭ – на 1 А нагрузки приходится 0,4 мА и 10 мкА на 1 м кабеля.

Чтобы подобрать правильное количество УЗО, понадобится:

  1. При подключении, к примеру, 3-х УЗО на 16 А каждый сложить величины.
  2. Получившееся значение умножить на 0,4 мА.
  3. Подсчитать метраж провода по схеме квартиры и умножить на 10 мкА.
  4. Сложить величины и узнать утечку.

П. 7.1.83 ПУЭ сообщает, что максимальная утечка не должна превышать максимальный предел дифтока УЗО, что равняется 10 мА.

Сколько проводов допускается подключать на один автомат

На одно устройство допускается подключать не больше 2-3 проводников с одинаковым сечением. Если в щитке стоит одно УЗО и два автомата, организуется 2 магистрали. При наличии разности сечений кабеля делают скрутку и зажимают ее.

При отсутствии возможности объединения жил до распределительного щита их скручивают в коробе и подают на автоматы 1-2 кабеля. На дин-рейку требуется установить модульные клеммы с защелками и запитать их от выключателей. Такое решение предусматривает наличие дополнительного места в распредкоробе.

Автоматический выключатель на входе в квартиру или дом обеспечивает безопасность домашней электросети. Аппарат своевременно отключает питание при превышении заданного порога параметров. Такая защита предотвращает аварии, поломки бытовой техники и травмы пользователя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector