Artellie.ru

Дизайн интерьеров
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выбор автоматического выключателя. По каким параметрам электрики подбирают; автоматы

Выбор автоматического выключателя. По каким параметрам электрики подбирают "автоматы".

Это устройство защищает проводку от короткого замыкания, а также от подключения избыточной нагрузки. Выбор автоматического выключателя производится с учетом следующих параметров.

  • 1 из 1

На фото:

Номинальный ток автоматического выключателя

Сколько ампер на миллиметр? Возможности вашей проводки определяют значение номинального тока. А какие провода для нее потребуются, выясняют следующим образом. Рассчитывают предполагаемую максимальную нагрузку, то есть суммарную потребляемую мощность для всех электроприборов в помещении. А затем, используя полученные данные, выбирают нужные характеристики проводов:

  • для медного провода допустимая сила тока составляет 10 А на 1 мм² сечения,
  • 1 из 1

На фото:

  • для алюминиевого провода — 6 А на 1 мм² сечения. Из-за высокого удельного сопротивления и низкой механической прочности жилы алюминиевые провода в настоящее время практически не используются. Так что дальнейшие расчеты приведены только для медных проводов.

Формула расчета максимальной силы тока
I=P:U
или мощность/ напряжение сети (в нашем случае – 220 В).

Например, если мощность всех электроприборов в помещении равна 5 кВт, полученный результат составит примерно 22,7 А. Т.е. для этой цепи электропитания потребуются провода сечением 2,5 мм² (на жаргоне – два с половиной квадрата). Возможностям такой проводки будет идеально соответствовать автоматический выключатель на 25 А.

Характеристики автоматических выключателей

Чувствительность к перегрузкам. Этот параметр характеризуется буквенной маркировкой от A до D. Он показывает, как быстро устройство реагирует на избыточную нагрузку в сети: отключает питание сразу или с небольшой задержкой.

Автоматы имеют несколько характеристик чувствительности.

Почему не сразу? На практике необходимость задержки автомата объясняется наличием пусковых токов у некоторых приборов (например, у агрегата холодильника, электродвигателя стиральной машины и т.д.).В момент запуска этих устройств значение силы тока в цепи их питания во много раз превышает номинальные параметры. Такой скачок длится доли секунды и не представляет никакой угрозы для проводов, однако автомат со слишком высокой чувствительностью успевает отреагировать на перегрузку в сети и отключает подачу напряжения. Подобные излишние меры предосторожности причинят массу неудобств жильцам дома, которые будут вынуждены бегать к распределительному щитку и дергать за рубильник каждый раз при включении холодильника или стиральной машины.

  • Характеристика А обозначает наиболее высокую чувствительность. Такие устройства реагируют на перегрузку практически мгновенно и применяются для защиты цепей питания особо точных приборов. Для бытовых нужд они не используются.
  • Характеристика B указывает на наличие небольшой временной задержки срабатывания автомата. В бытовых условиях такое приспособление можно применять для защиты сети питания, к которой подключены сложные и дорогостоящие устройства типа плазменной панели, компьютера и т.д.
  • Характеристикой C обладают автоматические выключатели, наиболее подходящие для широкого использования в быту. Обычно именно они применяются для защиты отдельных участков цепи электропитания внутри дома. Задержка срабатывания такого прибора является вполне достаточной для того, чтобы он не реагировал на мгновенные перегрузки в сети, обесточивая последнюю только в случае серьезной неисправности.
  • Характеристика D свидетельствует о том, что автомат наименее чувствителен к перегрузкам. Как правило, подобное устройство устанавливают на вводе электроэнергии в дом, в самом первом распределительном щитке, и оно контролирует всю электрическую сеть здания. По сути, этот аппарат является дублирующим: он срабатывает только в том случае, если следующий за ним автомат (защищающий отдельный участок цепи в конкретном помещении) по тем или иным причинам не отреагировал на возникшую неисправность.

В яблочко! По мнению специалистов, оптимальное значение отключающей способности (обозначается как Ics или Icn) для бытовых автоматов составляет от 3 до 4,5 кА. Эти цифры показывают, что силовые контакты не будут повреждены, а специальная дугогасящая камера сможет эффективно отвести электрический разряд от их поверхностей при силе тока, доходящей до 3–4,5 кА (3000–4500 А).

На фото: автоматический выключатель от фабрики ABB.

Типы автоматических выключателей

Номинальная отключающая способность. Этот параметр показывает стойкость его силовых контактов к протеканию токов большой силы и к подгоранию в момент разрыва цепи.

В последнем случае возникает так называемая дуга, похожая на разряд молнии, что сопровождается очень высокой температурой (тысячи градусов). Следовательно, чем выше значение отключающей способности автомата, тем более качественный материал применяется при изготовлении его деталей и тем дольше он прослужит.

Само собой, это отражается и на стоимости изделия. Возможно, подобные расходы не являются оправданными, так как токи значительной силы возникают только в результате короткого замыкания, что на практике происходит довольно редко.

Аппараты распределительных устройств низкого напряжения — Длительное прохождение тока через контакты

При замкнутых контактах могут быть два основных ненормальных явления: первое — из-за повышенного переходного сопротивления возможен чрезмерный перегрев их, второе — из-за большой электрической прочности пленки на поверхности контактов после их замыкания не пойдет ток.

Читайте так же:
Пожиратель душ душевный выключатель

а) Чистые контакты

Переходное сопротивление контактов с совершенно чистой поверхностью является исключительно сопротивлением тела контакта, которое определяется сужением линий тока к площадкам на поверхности касания. Переходное сопротивление очень мало зависит от размеров контакта. Оно уменьшается при увеличении нажатия, так как увеличиваются число и размеры площадок, проводящих ток. У медных контактов с технически чистой поверхностью порядок величины переходного сопротивления может быть определен по формуле

(3-17)

где f — нажатие контактов, кГ;

п= 1 для плоскостных контактов при 0,1</< 100;

п — 2 для точечных контактов при 0,01 <40.

Сопротивление линейного контакта имеет значение, находящееся в промежутке между сопротивлением точечного и плоскостного контактов. Переходное сопротивление контактов, а в особенности плоскостных, сильно зависит от ряда не поддающихся учету факторов, связанных с распределением, числом и размером площадок касания. Чем более гладкая поверхность, тем больше переходное сопротивление плоскостных контактов. Оно может быть в сотни раз больше определенного по (3-17). Переходное сопротивление разных материалов с технически чистой поверхностью весьма приблизительно пропорционально произведению удельного электрического сопротивления данного материала на его твердость.

.При нагреве током переходное сопротивление контакта увеличивается с увеличением температуры до достижения температуры рекристаллизации. Температурный коэффициент переходного сопротивления приблизительно равен 2/з температурного коэффициента удельного сопротивления материала. При температуре рекристаллизации материал начинает течь, площадь касания увеличивается и переходное сопротивление претерпевает первое скачкообразное уменьшение. Второе скачкообразное уменьшение переходного сопротивления получается при достижении контактной точкой температуры плавления. Так как эквипотенциальные поверхности электрического поля внутри контакта и изотермы принадлежат к одному и тому же семейству поверхностей, то при установившемся тепловом режиме наибольшее превышение температуры контактной точки 6Г над средней температурой контакта (измеряемой термопарой вдали от точки касания) определяется уравнением:

где U — падение напряжения в контакте, в;

Я—коэффициент теплопроводности, Вт/см °С; р —удельное электрическое сопротивление, Ом-см.

В табл. 3-9 приведены температуры рекристаллизации и плавления разных материалов и соответствующие этим температурам падения напряжения <Л. 3-1, 3-19].

Данные материалов, применяемых для контактов

Падение напряжения, е

Падение напряжения, в

б) Контакты с пленками

Совершенно чистые контакты могут быть только в вакууме. Сразу же после воздействия воздуха контакты покрываются пленкой. Это может быть пленка окиси, хлорида, сульфида, одномолекулярный слой кислорода или воды. Пленки увеличивают переходное сопротивление. Они становятся видимыми при толщине более 10-6 см. У материалов, обычно применяемых для контактов, видимые пленки имеют удельное сопротивление порядка 106 — 107 о м-см, которое уменьшается с увеличением температуры.

При повышении температуры интенсивность образования пленок сначала растет. После достижения определенной температуры пленки диссоциируются. Электрическая дуга при малом токе, который не сильно нагревает контакты, вызывает очень интенсивное образование пленок. Электрическая дуга при большом токе диссоциирует пленки и очищает контакт. Пленки разрушаются вследствие электрического (теплового) пробоя, наступающего при напряженности поля порядка 106 в/см. Этот пробой в случаях, когда не образуется видимых изменений пленки, называется когерированием. После когерирования получается контакт со все- 126

Ми свойствами чисто металлической с падением напряжения, немного меньшим напряжения плавления согласно табл. 3-9.

Пленки разрушаются вследствие механического воздействия при включении. Для улучшения самоочистки контакты из материалов, интенсивно образующих пленки (см. ниже), выполняются перекатывающимися при включении и отключении (например, пальчиковые). Перекат всегда сочетается с некоторым притиранием; он улучшает работу контактов (§ 3-8), в частности, в длительном режиме, так как при размыкании цепи дуга образуется не на тех участках, на которых ток проходит во включенном положении. Вместе с тем притирание нежелательно иметь большим (§ ;3-8). Поэтому обычно кинематику, перекатывающегося контакта выполняют так, чтобы было минимальное притирание.

Решающим фактором, предотвращающим чрезмерный перегрев контактов, является нажатие на контактах. Оно обеспечивает разрушение пленок и затрудняет проникновение воздуха в контактную точку. Обычно нажатие при данном материале и одинаковом назначении аппарата выбирается пропорциональным номинальному току (см. ниже).

Из-за затруднительности стирания грязи и окислов контакты с касанием по плоскости не применяются. Контакты с касанием по линии применяют при нажатиях свыше 0,6 — 1 кГ. При меньших нажатиях предпочтительнее точечный контакт. Для лучшего стирания окислов и грязи при малых нажатиях выбирают малый радиус кривизны. Однако чем меньше радиус кривизны, тем меньше износоустойчивость. Рациональный выбор кривизны производится опытным путем.

Способность контакта длительно проводить ток характеризуется главным образом стабильностью переходного сопротивления, а не его величиной при чистых контактах.

Самое важное, будет ли в эксплуатации прогрессивный рост сопротивления, приводящий к недопустимому перегреву или нарушению контакта, или процесс роста пленки будет скомпенсирован процессом ее разрушения при приемлемом уровне переходного сопротивления. Эти обстоятельства зависят главным образом от свойств материала контактов.

Читайте так же:
Настенный софит с выключателем

в) Свойства материалов, применяемых для контактов, с точки зрения работы контактов в замкнутом положении; размыкаемые контакты. Контакты из благородных металлов — платины, иридия, осьмия, палладия, золота и их сплавов — работают наиболее устойчиво при длительном протекании тока. Однако вследствие дороговизны они применяются только для аппаратов слабого тока, работающих при малом напряжении и очень малых нажатиях на контактах (несколько граммов или доли грамма). В таких условиях контакт у неблагородных металлов и серебра быстро нарушается.

Наименее химически активным металлом, широко применяемым для контактов аппаратов сильного тока, является серебро. Его сульфиды электропроводны. Окислы серебра, хоть и обладают высоким удельным электрическим сопротивлением (как и окислы меди), но не образуются при нормальной температуре, а окислы, образовавшиеся при повышенной температуре, диссоциируются при сравнительно невысокой температуре, порядка 200° С. Высокая температура не опасна для серебряных контактов, и допустимая для них температура может быть принята большей, чем указано в § 1-5, если только эта температура допустима для соседних частей аппарата (изоляции, соседних контактов из неблагородных металлов). Вследствие низкой температуры диссоциации окислов переходное сопротивление контактов из серебра относительно стабильно. В процессе работы оно увеличивается не более чем в 3 — 10 раз и его среднее значение устанавливается на приемлемом уровне. Обычно не требуется, чтобы в процессе включения серебряные контакты перекатывались или притирались. Исключение составляет применение серебряных контактов при напряжении порядка 30 в, малых отключаемых токах (порядка десятых долей ампера или нескольких ампер) и нажатиях в несколько десятков граммов. При этом маломощная электрическая дуга вызывает окисление значительных участков поверхности и возможны нарушения контакта. В этом случае желательно иметь и у серебряных контактов притирание порядка нескольких десятых долей миллиметра.

Серебро применяется для главных контактов автоматических выключателей виду того, что эти аппараты

очень ответственные и, кроме того, они работают в продолжительном режиме, редко отключаются и на самоочистку контактов нельзя рассчитывать. Кроме того, серебряные контакты применяют для блок-контактов, работающих в цепях управления. Для нормальной работы серебряных контактов нажатие на каждый электрический контакт должно быть не менее 20 Г, как бы мал ни был ток. В аппаратах общепромышленного применения нажатие делают не менее 50 Г. Отношение нажатия на один контакт из серебра к номинальному току принимается приблизительно следующим: универсальные автоматы (серий АВ и AM) .. 50 Г/а установочные автоматы (серия А3100) . 10 — 40 Г/а[10] контакторы общего применения и быстродействующие автоматы 7 — 15 Па

малогабаритные контакторы . не менее 3,5 Г/а

Относительно большее нажатие у автоматов связано с необходимостью обеспечить без приваривания и обгорания коммутацию больших токов. Кроме того, это нажатие у автоматов больше, чем у контакторов, так как у последних контакты включаются электромагнитами.

Медь интенсивно окисляется даже при нормальной температуре. Окислы меди диссоциируются при температуре, значительно более высокой, чем температура плавления. Вследствие этого медные контакты быстро увеличивают свое переходное сопротивление. При нажатии 100 Г и нормальной температуре переходное сопротивление совершенно чистых медных контактов после воздействия воздуха в течение 1—2 мин возрастает в среднем в 1,25 раза, через 1—2 дня — в 2 раза, через неделю в 7 раз, через 6 мес. — в 200 раз. В таких условиях переходное сопротивление серебряных контактов через 6 мес. увеличивается в 4 раза. Вышеуказанные цифры относятся к случаю, когда контактные поверхности подвергаются воздействию воздуха при разомкнутом положении контакта, а для измерения очень медленно сближаются без нарушения пленки. При замкнутом положении контактов рост переходного сопротивления значительно меньше, так как проникновение воздуха в место контакта затруднено. Однако и в этом

случае медные контакты, работающие без отключения при начальном превышении температуры чистых контактов более 45° С и окружающей температуре 20— 25° С, дают прогрессивный рост переходного сопротивления, и в течение нескольких сотен часов контакт полностью нарушается. В этих условиях удовлетворительная работа медных контактов получается при начальном превышении температуры не более 35° С1. При больших начальных превышениях температуры для поддержания удовлетворительного переходного сопротивления надо включать и отключать контакты. Медные контакты обычно делаются с перекатом и притиранием в процессе включения.

На медных контактах нажатие на один электрический контакт делают не менее 300 Г. Отношение нажатия на один контакт к номинальному току принимается следующим:

контакторы 15 — 25 Га

плоские, барабанные, кулачковые коммутаторы с ручным управлением 25 — 35 Га

Автоматические выключатели с медными контактами в СССР почти не применяются, в Германии они применяются с нажатием 70 Г/а.

В порядке снижения стабильности переходного сопротивления материалы нужно расположить в следующий ряд: серебро, серебро — графит, серебро — окись кадмия, серебро — никель, кадмий и олово, вольфрам, никель, молибден, серебро — вольфрам, серебро — молибден, медь — вольфрам, медь и латунь, алюминий. Металлокерамические композиции: серебро — графит и серебро — окись кадмия имеют немного большее переходное сопротивление, чем чистое серебро, но практически такую же высокую стабильность, как и у серебра. Контакты «3 серебро — никеля применяют с нажатием не менее 50 Г (обычно большим). Стабильность переходного сопротивления вольфрама относительно высока, однако и переходное сопротивление у него велико из-за большой твердости материала. Серебро в присутствии вольфрама (или молибдена) теряет свои свойства благородного металла — образуется стекловидный окисел AgWO [Л. 3-22]. Композиции серебро — вольфрам и серебро — молибден мало пригодны для контактов, работающих в продолжительном режиме. В режиме работы контакторов при большой частоте отключения иногда применяется серебро — вольфрам. Это делают не только из-за большей эрозионной стойкости, но и вследствие того, что контакты из этой композиции при работе меньше, чем медные, нагреваются из-за окисления и не приходится при большой частоте отключения снижать допустимый ток из-за перегрева их.

Читайте так же:
Нужно ли маркировать выключатели

г) Неразмыкаемые контакты

В постоянных свинченных или склепанных контактных соединениях стабильность переходного сопротивления обеспечена, если нажатие стабильно и имеет достаточную величину и если контактные поверхности до соединения были чистые.

Контактное соединение может нарушиться главным образом из-за ослабления нажатия вследствие смятия материала со временем. Смятию способствует изменение температуры соединения. Для предотвращения смятия не должно быть местных высоких давлений, что может быть из-за наличия заусениц. С этой точки зрения значительную опасность представляет горячее лужение, так как наплывы олова могут выдавиться, что приведет к ослаблению нажатия. Они должны быть тщательно удалены, пока олово жидкое. Вообще предпочтительнее иметь гальваническое лужение (медных проводников). В особенности это относится к гибким соединениям. Недопустима передача контактного давления через изоляцию, так как изоляция может усохнуть, что поведет к нарушению контакта. Контакт между алюминиевыми проводниками менее надежен, чем между медными, из-за меньшей твердости алюминия и из-за быстрого образования на нем пленки окиси.

В контактных соединениях рекомендуется применять винты, размеры которых не меньше указанных в табл. 3-10. Однако для создания вполне надежного контакта при присоединении алюминиевых проводников весьма желательно устанавливать винты большего размера. Особенно рекомендуется вместо одного устанавливать не менее двух винтов, так как при этом предотвращается поворот присоединяемого проводника, который быстро приводит к снижению давления в контакте и его нарушению. Во всех случаях, когда установка не менее двух винтов не вызывает недопустимого увеличения габаритов или когда место соединения плохо доступно, необходимо это делать. Присоединения алюминиевых проводников, при которых шпилька является токоведущей, ненадежны в эксплуатации, так как вследствие больших длин крепежного винта и большого числа деталей, участвующих в передаче давления, температурные изменения приводят к ослаблению нажатия. Поэтому в табл. 3-10 для этого случая указаны значительно меньшие нагрузки.

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.

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.

Читайте так же:
Сертификат автоматический выключатель авдт

Сопротивление цепи фаза – ноль

В статье рассмотрены метод расчета сопротивления цепи фаза — ноль в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью и правила вычисления тока короткого замыкания в линии, что позволяет проверить согласование параметров цепи с характеристиками аппаратов защиты при проектировании электроустановки. Приведенные в статье данные предназначены в первую очередь для расчетов распределительных и групповых сетей.

Для выполнения расчетов токов короткого замыкания в трансформаторных подстанциях необходимо дополнительно учитывать тип, мощность, схему подключения, и напряжение на входе трансформатора. Поэтому использование данной работы для расчета трансформаторных подстанций позволит лишь приблизительно оценить их параметры.

В общем случае сопротивление цепи фаза ноль RLN равно:

где Zт/3 – сопротивление трансформатора, Ом; RΣпер – суммарное переходное сопротивление контактов, Ом; RΣавт –суммарное сопротивление всех автоматических выключателей, Ом; Rn– удельное сопротивление n-го участка цепи Ом/км (по таблице 1); Ln – длина n-го участка цепи, км; Rдуги – сопротивление дуги в месте короткого замыкания, Ом.

Сопротивления кабелей и отдельно фазных и нулевых жил различных сечений при температуре +65 градусов приведены в таблице 1. Данная температура жил соответствует работе кабеля при номинальной нагрузке. В таблице 1 не учтены индуктивные составляющие сопротивлений, которые в кабелях пренебрежимо малы. При этом следует иметь ввиду, что при использовании проводов индуктивное сопротивление сети может иметь соизмеримую величину с активным сопротивлением жил, особенно при увеличении расстояния между проводами.

В таблице 2 приведены сопротивления трансформатора 10 (6) кВ при вторичном напряжении 400/230 В для случая соединения обмоток по схеме «треугольник-звезда». При соединении обмоток трансформатора по схеме «звезда-зигзак» оценить сопротивление трансформатора также можно по этой таблице. При соединении обмоток по схеме «звезда-звезда» сопротивление трансформатора в 3 – 3,5 раза больше, поэтому это соединение используется реже.

В таблице 3 приведены ориентировочные величины сопротивлений автоматических выключателей (по данным каталога по модульным выключателям АВВ).

Переходные сопротивления контактов, как правило, вносят несущественную часть в общее сопротивление цепи фаза – ноль. Но при большом количестве контактов их сопротивление необходимо учитывать. Переходное сопротивление болтовых соединений, как правило, мало и не превышает величины сопротивления 1 метра подключаемого кабеля (при подключении кабелей больших сечений переходное сопротивление контактов соответственно меньше, чем у кабелей меньшего сечения). Переходное сопротивление различных контактных колодок и сжимов, используемых в групповых сетях, для расчетов можно принять равным 0,01 Ом.

Активное сопротивление дуги в месте короткого замыкания в значительной степени зависит от мощности и схемы подключения трансформатора, длины и сечения кабелей, а также в большой степени от длины дуги. Ориентировочные значения сопротивления дуги в зависимости от величины сопротивления цепи фаза – ноль цепи приведены в таблице 4. С большим количеством графиков зависимостей сопротивления дуги от мощности трансформатора, длины и сечения кабелей, можно ознакомиться в ГОСТ 28249-93.

Сечение фазных жил мм 2

Сечение нулевой жилы мм 2

Полное сопротивление цепи фаза – ноль, Ом/км при температуре жил кабеля +65 градусов

Мощность трансформатора, кВ∙А

Сопротивление трансформатора, Zт/3, Ом (Δ/Υ)

I ном. авт. выкл, А

При проектировании групповой сети, если питающая и распределительная сеть уже проложены, целесообразно выполнить измерение сопротивления цепи фаза – ноль от трансформатора до шин группового щита. Это может значительно уменьшить вероятность ошибок при расчетах групповой сети. В этом случае сопротивление рассчитываем по формуле:

где, Rрасп – измеренное сопротивление цепи фаза – ноль линии, подключаемой к вводному автоматическому выключателю группового щитка, Ом; Rпер.гр – сопротивление переходных контактов в групповой линии, Ом; Rавт.гр – суммарное сопротивление автоматических выключателей – вводного группового щита и отходящей групповой линии, Ом; Rnгр – удельное сопротивление кабеля n-й групповой линии (по таблице 1), Ом/км; Lnгр – длина n-й групповой линии, км.

Рассмотрим процесс вычисления сопротивления цепи фаза – ноль схемы, показанной на Рис.1 при однофазном коротком замыкании фазы на ноль в конце групповой линии.

— трансформатор мощностью 630 кВ∙А подключен по схеме «треугольник – звезда» — по таблице 2 находим Zт/3=0,014 Ом;

— питающая сеть – кабель с алюминиевыми жилами длиной 80 метров имеет фазный проводник 150 мм 2 и нулевой – 50 мм 2 . По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 0,986 Ом/км. Вычисляем его сопротивление (длины кабелей выражаем в километрах): 0,986 Ом/км∙0,08 км=0,079 Ом;

Читайте так же:
Расстояние от выключателя до умывальника

— распределительная сеть – кабель с медными жилами длиной 50 метров и сечением жил 35 мм 2 . По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 1,25 Ом/км. Вычисляем его сопротивление:

1,25 Ом/км∙0,05 км=0,0625 Ом;

— групповая сеть – кабель с медными жилами длиной 35 метров и сечением жил 2,5 мм 2 . По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 17,46 Ом/км. Вычисляем его сопротивление:

17,46 Ом/км∙0,035 км=0,61 Ом;

— автоматический выключатель отходящий линии – 16 Ампер (с характеристикой срабатывания «С»), вводной автоматический выключатель группового щитка 32 Ампера, остальные автоматические выключатели в линии имеют номинальный ток более 50 Ампер. Вычисляем их сопротивление (по таблице 3) 0,01 Ом+0,004 Ом+3∙0,001 Ом=0,017 Ом;

— переходные сопротивления контактов учтем только в групповой линии (точки подключения кабеля групповой линии к щитку и к нагрузке). Получаем 2∙0,01 Ом=0,02 Ом.

Суммируем все полученные значения и получаем сопротивление цепи фаза – ноль без учета сопротивления дуги RLN=0,014+0,079+0,0625+0,61+0,017+0,02=0,80 Ом.

Из таблицы 4 берем сопротивление дуги 0,075 Ом, и получаем окончательное значение искомой величины RLN=0,80 Ом+0,075 Ом=0,875 Ом.

В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) задано наибольшее время отключения цепей при коротком замыкании в сетях с глухозаземленной нейтралью 0,2 секунды при напряжении 380 В и 0,4 секунды при напряжении 220В.

Для обеспечения заданного времени срабатывания защиты необходимо, что бы при коротком замыкании в защищаемой линии возникал ток, превышающий не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя (для взрывоопасных помещений не менее чем в 4 раза) и не менее чем в 3 раза ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику (для взрывоопасных помещений не менее чем в 6 раз). Для автоматических выключателей с комбинированным расцепителем (имеющим тепловой расцепитель для защиты от перегрузок и электромагнитный расцепитель для защиты от токов коротких замыканий) ток короткого замыкания должен превысить ток срабатывания электромагнитного расцепителя не менее, чем в 1,2 – 1,25 раза.

В настоящее время используются автоматические выключатели с различной кратностью токов срабатывания электромагнитного расцепителя к тепловому. Автоматические выключатели группы «В» имеют кратность в пределах от 3 до 5, группы «С» от 5 до 10, группы «D» от 10 до 20, группы «K» от 10 до 15 и группы «Z» от 2 до 3. При расчетах всегда берется максимальное значение кратности токов срабатывания расцепителей. Например для автоматического выключателя С16, ток короткого замыкания должен быть не менее 16 А∙10∙1,2=192 А (для автоматического выключателя С10 не менее10А∙10∙1,2=120 А и для С25 не менее 25 А∙10∙1,2=300 А). В приведенном выше примере мы получили сопротивление цепи фаза – ноль 0,875 Ом. При таком сопротивлении цепи ток короткого замыкания Iкз составит величину

Uф/ RLN=220В/0,875 Ом=251 А. Следовательно групповая линия в приведенном примере защищена от токов коротких замыканий.

Максимальное сопротивление цепи фаза – ноль для автоматического выключателя С16 составит величину 220 В/192А=1,14 Ом. В приведенном примере сети (Рис. 1) сопротивление цепи от трансформатора до шин группового щита составит 0, 875 Ом — 0,61 Ом=0.265 Ом. Следовательно максимально возможное сопротивление кабеля групповой линии будет равно 1,14 Ом – 0, 265 Ом=0,875 Ом. Его максимальную длину L при сечении жил кабелей 2,5 мм 2 определим при помощи таблицы 1.

L, км=0,875 Ом/(17,46 Ом/км)=0,050 км.

Всегда, когда есть возможность, следует рассчитывать групповую сеть с максимальным запасом по сопротивлению цепи фаза – ноль, особенно розеточную сеть. Часто нагрузки (утюг, чайник и другие бытовые приборы), в которых часто происходят замыкания, подключают к розетке через удлинитель. Начиная с определенной длины провода удлинителя, нарушается согласование параметров цепи с характеристиками аппаратов защиты, то есть ток короткого замыкания оказывается недостаточным для мгновенного отключения сети. Отключение аварийного участка осуществится только тепловым расцепителем через сравнительно большой промежуток времени (несколько секунд), в результате чего кабели могут нагреться до недопустимо высоких температур вплоть до воспламенения изоляции.

Проект электропроводки должен быть выполнен таким образом, что бы даже в случае воспламенения изоляции кабеля при коротком замыкании это не приводило к пожару. Именно поэтому возникли требования к прокладке скрытой электропроводки в стальных трубах в зданиях со строительными конструкциями, выполненными из горючих материалов. Во взрывоопасных зданиях целесообразно использовать более сложную защиту кабелей от воздействия токов короткого замыкания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector