Особенности защиты предохранителями

Предохранители следует проверять по надежности срабатывания при минимальных токах короткого замыкания, чтобы не допустить предельных тепловых воздействий на проводник (рис. 1.12, а) и поражения человека при косвенном прикосновении (рис. 1.12, б).

а) б)

Рис.1.12. Пример проверки надежности срабатывания защиты предохранителями:

а) при защите изоляции проводника от теплового воздействия тока; б) при защите человека, прикоснувшегося к заземленным корпусам электроприемников, оказавшимся под напряжением вследствие нарушения изоляции. I а – ток, гарантирующий срабатывание устройства защиты в течение требуемого времени (например, 1 ч) должен быть меньше длительно допустимого тока проводника; t 0 – нормированное время отключения по ПУЭ [1, п. 1.7.79]: для сетей с заземленной нейтралью (система TN) на напряжении 220 В составляет 0,4 с; для напряжения 380 В – 0,2 с; выше 380В – 0,1 с; t 1 – время плавления (полного отключения электрической цепи) предохранителем. Если t 1< t 0, то защита выполняется надлежащим образом

Недостатки предохранителей:

1. При однофазном коротком замыкании предохранитель срабатывает только в одной фазе, поэтому возможен неполнофазный режим работы защищаемой сети.

2. У большинства предохранителей отсутствует индикация срабатывания.

3. Существует нестабильность защитных характеристик и их возможная зависимость от температуры окружающей среды.

4. Со временем происходит старение плавкого элемента и даже правильно выбранная вставка может перегореть при тяжёлом пусковом режиме.

5. Плавкая вставка является устройством одноразового действия и после срабатывания (перегорания) ее необходимо заменить.

6. В условиях эксплуатации часто вместо калиброванных плавких вставок применяют другие или проволоку, что нарушает защиту сети.

7. Предохранитель плохо осуществляет защиту от перегрузок.

Достоинства предохранителей:

1. Простота конструкции.

2. Невысокая стоимость.

3. Надёжность действия.

4. Требуется менее квалифицированный обслуживающий персонал, чем для обслуживания автоматических выключателей.

Современные предохранители и перспективы развития данного направления защиты электрических сетей

Большинство производителейвыпускают предохранители на номинальные токи плавких вставок от 2 до 1250Aдошести типоразмеров двух видов: gG (для защиты от токов перегрузки и КЗ в схемах электроснабжения) и aM (для установки в цепях электродвигателя, они отстроены от пусковых токов). Сравнительные защитные характеристики приведены на рис.1.13. Выпускаются предохранители с индикатором перегорания плавкой вставки. В приложении приведены основные технические характеристики предохранителей. Все предохранители по заказу выполняются с указателем срабатывания и свободным контактом для сигнализации.

Cамовоcстанавливающиеся предохранители

Для устранения недостатков предохранителей разрабатываются самовосстанавливающиеся предохранители (СП). У СП роль плавкой вставки выполняют жидкие или легкоплавкие металлы (натрий, калий). При сверхтоках металл в рабочем канале испаряется, возникает дуга, которая ограничивает ток, пока совместно работающее с СП коммутационное устройство не разомкнет цепь. Дуга гаснет, механические силы демпфирующего устройства возвращают металл в рабочий канал, контакт восстанавливается и СП готов к дальнейшей работе.

Рис.1.13. Сравнительные характеристики предохранителей типа gG и aM

Таблица 1.2

Технические характеристики предохранителей

Тип, I Н, А	Номинальный ток плавкой вставки, I В, А	U Н, В	ПКС, кА	Климатическое исполнение и категория размещения
Силовые плавкие предохранители промышленного назначения
НПН-2, 63 А	6,3;10;16;20;25;31,5;40;63	~380(500)		У3, Т3, УХЛ4
=220
ПП-32, 100 А 250 А 400 А	20;25;32;40;50;63;80;100	~380 =220		Т3, УХЛ3
80;100;125;160;200;250
250;315;400
ПП 17, 1000 А	500;630;800;1000	~380(500)	~ 100	Т3, У3
=220(440)	= 80
Быстродействующие плавкие предохранители для защиты полупроводниковых устройств промышленного назначения
ПНБ 5, 250;400;630 А	40÷630	~380		УХЛ4 и 04
~1250
=4400	=100
	2
ННБ 7	I Н, А (100;250;400;630;1000) I В, А (25÷1000)	~380		УХЛ3
~660
ПП 60С 400 А	I В, А (400÷710)	~660		УХЛ3, Т3
ПП 57	I В, А (25÷800)	~220÷2000	100÷50	У3
=100÷1000

 

Автоматические воздушные выключатели

Общие положения

Автоматические воздушные выключатели (автоматические выключатели, «автоматы») (АВ) – это электрические аппараты, предназначенные для проведения тока в нормальном режиме работы электрической сети и отключения электрической цепи при перегрузках, коротких замыканиях (у некоторых АВ при недопустимых снижениях напряжения питания), а также для редких (от 3 до 30 в час) оперативных включений и отключений (ВО) номинальных токов нагрузки.

АВ в схемах электроснабжения (см. рис. 2.1), также как и предохранители предназначены для защиты от чрезмерных тепловых и электродинамических воздействий сверхтока на элементы электрической сети (провода, кабели, коммутационные аппараты, измерительное и защитное оборудование), и к ним предъявляются аналогичные требования (см. раздел 1.1)

Достоинства автоматических выключателей:

1. Защитные (времятоковые) характеристики обладают большей стабильностью по сравнению с предохранителями, и в некоторых случаях предусмотрена возможность их регулирования.

2. Отключение всех трёх фаз происходит одновременно.

 

Рис. 2.1. Автоматические выключатели в схеме электроснабжения: а) принципиальная однолинейная схема; б) принципиальная многолинейная схема; в) условное графическое обозначение. QF – автоматический выключатель, KM – контактор, КК – тепловое реле, СШ – сборные шины, КЛ – кабельная линия, М – электродвигатель. – функция выключатель, – функция автоматическое срабатывание согласно ГОСТ 2.755-87

3. Многократность действия при эксплуатационных включениях–отключениях электрических цепей, многократное отключение предельных токов КЗ и способность после отключения этих токов длительно пропускать номинальный ток.

Недостатки автоматических выключателей:

1. Более дорогой электрический аппарат, чем предохранитель.

2. Требуется высокая квалификация обслуживающего персонала.