Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Некоторые характеристики автоматических выключателей



Харак­тери­стика Область применения Минимальный ток срабатывания теп­лового расцепи­теля Минимальный ток срабатывания элек­тромагнитного расце­пителя
B активная нагрузка от 1,13I н до 1,45I н от 3I н до 5I н
С активная нагрузка от 1,13I н до 1,45I н от 5I н до 10I н
D Активно-индуктивная нагрузка, эл. двигатели от 1,13I н до 1,45I н от 10I н до 20I н
Харак­тери­стика Область применения Минимальный ток срабатывания теп­лового расцепи­теля Минимальный ток срабатывания элек­тромагнитного расце­пителя
K Активно-индуктивная нагрузка, эл. двига­тели, трансформаторы от 1,05I н до 1,2I н от 8I н до 14I н
Z электроника от 1,05I н до 1,2I н от 2I н до 3I н

Примечание: 1. I н – номинальный ток автоматического выключателя;

2. Автоматические выключатели с характеристикой D выпускаются как с комбинированным, так и только с тепловым расцепителем, остальные автоматические выключатели выпускаются только с комбинированным расцепителем.

    Разброс значений токов срабатывания объясняется, во-первых, не­возмож­ностью создания абсолютно идентичных аппаратов, во-вторых, тем, что срабатывание может происходить как из «холодного» состоя­ния, т.е. сразу после включения аппарата, так и из «горячего», т.е. перед срабатыва­нием чувствительный элемент теплового расцепителя автома­тического вы­ключателя был нагрет протекающим по нему рабочим то­ком.

    При оценке эффективности защитного зануления мы должны рас­сматри­вать наихудший вариант, поэтому для случая срабатывания тепло­вого расцепителя необходимо пользоваться верхней кривой харак­теристики. Если же ток короткого замыкания находится в интервале ми­нимальных токов срабатывания ЭМР, то необходимо рассчитывать время отключения по ха­рактеристике теплового расцепителя, т.к. ЭМР может не сработать. Гарантированное срабатывание ЭМР автоматиче­ского выключателя происходит только в случае превышения током ко­роткого замыкания большего из минимальных токов срабатывания ЭМР. Для примера рассмотрим реакцию автоматического выключателя типа «С» с номинальным током 25А на токи различной величины, протекаю­щие через него (см. табл. 3.5).

Таблица 3.4

 

Реакция автоматического выключателя типа «С» с номинальным током 25А на токи различной величины

Значение Кратность

Реакция расцепителя

Время Примечание
тока, А тока ТР ЭМР отключения  
20 0,8 не срабо­тает не срабо­тает отключения не произойдет нормальный режим работы
27 1,08 не срабо­тает не срабо­тает отключения не произойдет допустимая перегрузка
75 3 сработает не срабо­тает От 4,5 до 14 с для расчета берем время 14 с
200 8 сработает срабатыва­ние воз­можно по ТР: 1,5 с по ЭМР: 0,01 с для расчета берем время 1,5 с
275 11 - сработает 0,01 с для расчета берем время 0,01 с

 

4.Контрольные вопросы

 

1. Принцип действия защитного зануления и область его применения.

2. Назначение нулевого защитного проводника.

3. Назначение заземления нейтрали обмоток источника тока.

4. Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника.

5. Распределение потенциала по длине нулевого защитного проводника при замыкании фазного проводника на зануленный корпус потребителя.

6. Требования нормативных документов к системе защитного зануления.

7. Расчет зануления на отключающую способность.

Пример расчета

Исходные данные:

Мощность потребителя P = 12 кВт

Количество потребителей n=6

Длина питающего кабеля от распределительного щита до потребителя (кабель Б) L=150 м (все кабели проложены в одном коробе)

Длина питающего кабеля от трансформатора до распределительного щита (кабель А) Lтр=200 м (кабель проложен открыто в воздухе)

Материал провода – медь (r=0,018 Ом*мм2/м)

Трансформатор S=100 кВА

Коэффициент использования КИ=0,5

Категория автоматического выключателя – D

 

1. Определяем ток нагрузки

 

1.1. Рабочий ток одного потребителя

 

I н = P /3* U ф * cos j * h = 23,77 А ,  (5.1)

 

где P- мощность, Вт

U ф- фазное напряжение 220 В

I н – рабочий ток одного потребителя

cos j - 0,85 (для асинхронных двигателей)

h - КПД 0,9 (для асинхронных двигателей)

1.2. Рабочий ток группы потребителей (ток, протекающий по ка­белю от трансформатора к распределительному щиту)

 

I S = I н * n *КИ=71,3 А ,                (5.2)

 

где I н – рабочий ток одного потребителя;

n – количество потребителей;

КИ – коэффициент использования;

I S - рабочий ток группы потребителей

 

2. Определяем сечение провода.

 

В соответствии с требованиями ПУЭ на допустимый длительный ток для трехжильных проводов и кабелей, проложенных в воздухе (см. приложение 1, табл. П.2.) определяем сечение фазных жил кабеля А:



 

Сечение кабеля А: S А=16 мм2

 

В соответствии с требованиями ПУЭ на допустимый длительный ток для трехжильных проводов и кабелей, проложенных в коробе (см. приложение 1, табл. П.3., П.4.) определяем сечение фазных жил кабеля Б (провода могут быть проложены многослойно и пучками (см. примечание к табл. П.3., П.4., приложение 1) :

 

Сечение фазной жилы кабеля Б: SБ=4 мм2

 

Сечение нулевых защитных (PE) проводников будет равно сечению фаз­ных жил, как для кабеля А, так и для кабеля Б (см. табл. 3.2)

 

3. Определяем номинальные токи автоматических выключателей

 

Выбираем из существующего ряда номиналов: 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40 (А)

 

Номинальный ток автоматического выключателя : 25 А

 

4. Расчет активного и индуктивного сопротивления проводников.

 

    4.1. Расчет диаметра жил

    По формуле 3.8 получим:

Для кабеля А: d А L = d А PE=4,5 мм

Для кабеля Б : d Б L = d Б PE=2,3 мм

 

    4.2. Расчет расстояния между жилами

    По формуле 3.9 получим:

Для кабеля А: D А= 7,9 мм

Для кабеля Б: D Б= 5,7 мм

 

4.3. Расчет активного сопротивления жилы

По формуле 3.5 для медного кабеля с учетом увеличения сопро­тивления при нагреве, получим:

Для кабеля А : r А L = r А PE=0,27 Ом

Для кабеля Б : r Б L = r Б PE=0,81 Ом

Так как сечение фазных и нулевых защитных проводников равны, то и их сопротивления, то же будут равны.

 

4.4. Расчет индуктивного сопротивления жилы

По формуле 3.6 рассчитаем внутреннее индуктивное сопротивле­ние кабеля, по формуле 3.10 – внутреннее индуктивное сопротив­ление кабеля, а суммарное индуктивное сопротивление по формуле 3.11:

Для кабеля А: X А=0,020 Ом

Для кабеля Б: X Б=0,022 Ом

 

    4.5. Расчет полного сопротивления петли «фаза-нуль»

    По формуле 3.4 получим:

 

z П=2,16 Ом.

 

5. Расчет тока короткого замыкания

    По формуле 3.3 получим (zт – сопротивление обмоток трансформа­тора (определяется по мощности трансформатора и схеме соединения обмоток в данном случае zт=0,226 Ом (см. приложение 1, табл. П.1.))):

 

I к=98,4 А.

 

6. Определение времени отключения

Находим кратность тока короткого замыкания к номинальному току автоматического выключателя: I к/ I ном=4,14.

Время срабатывания автоматического выключателя типа «D» при такой кратности тока короткого замыкания к номинальному составит от 3 до 8 с (сработает только тепловой расцепитель) (см. приложение 2, рис П.3.). Время отключения, обеспечивающее безопасность человека, составляет 0,4 с (см. табл. 3.1). Можно сделать вывод о неэффективности, в данном случае, системы защитного зануления.

 

7. Расчет ожидаемого напряжения прикосновения.

 

    Ожидаемое напряжение прикосновения – это напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек их не касается.

    В случае зануленного корпуса в сети типа TN и отсутствия повтор­ного заземления НЗП ожидаемое напряжение прикосновения будет равно напряжению на зануленном корпусе, относительно земли. Это напряже­ние можно рассчитать по формуле 2.3

 

    7.1. Расчет полного сопротивления участка нулевого защитного про­водника, обтекаемого током I к

 

=1,08 Ом.

 

    7.2. Расчет ожидаемого напряжения прикосновения

 

=106,3 В

 

    Время, в течение которого человек может находиться под воздейст­вием такого напряжения, составляет менее 0,5 с (см. приложе­ние 1, табл. П.5.). Отключение же поврежденной электроустановки про­изойдет за время от 3 до 8 с (см. п. 6).

Вывод: безопасность человека в рассматриваемой сети не обеспечена.

 

8. Расчет значения сопротивления повторного заземления нулевого за­щитного проводника

 

    На основании формул 2.5 – 2.7

. (4.3)

 

    Для U пр.доп.= 50 В и r 0=4 Ом получим r п£ 3,55 Ом

 

    Одной из возможных мер, позволяющих обеспечить безопасность человека, является повторное заземление нулевого защитного провод­ника.

 

 

6. Задание Для проведения практического занятия

 

Электрическая сеть (см. рис 6.1.), состоящая из силового трансформа­тора (Тр-р), распределительного щита (РЩ) и 10 потребителей (№1-№10). Длина ка­беля от трансформатора до распределительного щита – Lт (см. табл. 6.1.) (кабель проложен открыто в воздухе), длина кабеля от распределительного щита до первого потребителя (см. табл. 6.1.) – L, до второго – 0,9L, и т.д. Кабели от распределительного щита до потребителей проложены совместно в одном коробе. Известно так же, что потребители представляют со­бой асинхронные электродвигатели одинаковые по мощности. Заданы сле­дующие характеристики двигате­лей: мощность (см. табл. 6.1.) (P), КПД h=0,9, cosj = 0,85. Кроме того за­дана мощность силового трансформатора (Sтр) и ко­эффициент использования. Защита потребителей выполнена автоматическими выключа­телями типа «D».

Для своего варианта задания:

1. Выбрать сечение кабелей, исходя из рабочих токов;

2. Оценить эффективность системы зануления для потребителей 1-10;

3. Рассчитать ожидаемое напряжение прикосновения для потребите­лей 1-10;

Если система зануления не обеспечивает безопасность человека при кос­венном прикосновении, то:

1. Рассчитать значение сопротивления повторного заземления нуле­вого за­щитного проводника, обеспечивающего значение напряже­ния при­косновения ниже допустимого;

2. Предложить меры для рассмат­риваемой сети, обеспечивающие безо­пасность человека при косвенном прикосновении.

рис. 6.1. Схема электрической сети

Таблица 6.1.

Варианты задания

п/п

P, Вт

L,м

Lт, м

Sтр, кВА

коэффициент использования

1

2000

90

200

100

0,7

2

2500

90

200

100

0,7

3

3000

90

200

100

0,7

4

3500

90

200

100

0,7

5

4000

90

200

100

0,7

6

2000

110

190

63

0,8

7

2500

110

190

63

0,8

8

3000

110

190

63

0,8

9

3500

110

190

63

0,8

10

4000

110

190

63

0,8

11

4500

110

190

63

0,8

12

2000

120

150

40

0,6

п/п

P, Вт

L,м

Lт, м

Sтр, кВА

коэффициент использования

13

2500

120

150

40

0,6

14

3000

120

150

40

0,6

15

3500

120

150

40

0,6

16

4000

120

150

40

0,6

17

2000

130

180

160

0,7

18

2500

130

180

160

0,7

19

3000

130

180

160

0,7

20

3500

130

180

160

0,7

21

4000

130

180

160

0,7

22

4500

130

180

160

0,7

23

5000

130

180

160

0,7

24

2000

100

250

100

0,9

25

2500

100

250

100

0,9

26

3000

100

250

100

0,9

27

3500

100

250

100

0,9

28

4000

100

250

100

0,9

29

2000

170

190

63

1

30

3000

170

190

63

1

 

 


Приложение 1

 

Таблица П.1.

Приближенные значения расчетных полных сопротивлений (Zт) обмоток масляных трехфазных трансформаторов с обмотками низшего напряже­ния 400/230 В, Ом

Мощность трансформатора, Номинальное напря­жение обмоток выс­шего напряжения,

Zт при схеме соединения об­моток

кВ*А кВ Y/Yн r/Yн
25 10(6) 3,110 0.906
40 10(6) 1,949 0,562
63 10(6) 1,237 0,360
  35(20) 1,136 0,407
100 10(6) 0,799 0,226
  35(20) 0,764 0,327
160 10(6) 0,487 0,141
  35(20) 0,478 0,203
250 10(6) 0,312 0,090
  35(20) 0,305 0,130
400 10(6) 0,195 0,056
  35(20) 0,191 -
630 10(6) 0,129 0,042
  35(20) 0,121 -
1000 10(6) 0,081 0,027
  35(20) 0,077 0,032
1600 10(6) 0,054 0,017
  35(20) 0,051 0,020

 

Таблица П.2.

Длительно допустимые токи для трехжильных проводов и кабелей,

про­ложенных открыто

Сечение проводя­щей

Ток, А

жилы, мм2 алюминиевая жила медная жила
1,5 - 19
2,5 19 25
4 27 35
6 32 42
10 42 55
16 60 75
25 75 95
35 90 120
50 110 145
70 140 180

 

Таблица П.3.

Длительно допустимые токи для многожильных проводов и кабелей с алюминиевой жилой, про­ложенных в коробе

Сечение

Ток, А

проводя­щей

Количество кабелей проложенных в коробе

жилы,

Многослойно и пучками1

Однослойно2

мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4 5
1,5 - - - - - - - -
2,5 19 16 14 13 12 11 13 11
4 27 23 20 19 18 16 18 16
6 32 27 24 22 21 19 21 19

Таблица П.3. (продолжение)

Сечение

Ток, А

проводя­щей

Количество кабелей проложенных в коробе

жилы,

Многослойно и пучками1

Однослойно2

мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4 5
10 42 36 32 29 27 25 28 25
16 60 51 45 42 39 36 40 36
25 75 64 56 53 49 45 50 45
35 90 77 68 63 59 54 60 54
50 110 94 83 77 72 66 74 66
70 140 119 105 98 91 84 94 84

 

 

Таблица П.4.

Длительно допустимые токи для многожильных проводов и кабелей с медной жилой, про­ложенных в коробе

Сечение

Ток, А

проводя­щей

Количество кабелей проложенных в коробе

жилы,

Многослойно и пучками

Однослойно

мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4 5
1,5 19 16 14 13 12 11 13 11
2,5 25 21 19 18 16 15 17 15
4 35 30 26 25 23 21 23 21
6 42 36 32 29 27 25 28 25
10 55 47 41 39 36 33 37 33
16 75 64 56 53 49 45 50 45
25 95 81 71 67 62 57 64 57
35 120 102 90 84 78 72 80 72

Таблица П.4. (продолжение)

Сечение

Ток, А

проводя­щей

Количество кабелей проложенных в коробе

жилы,

Многослойно и пучками

Однослойно

мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4 5
50 145 123 109 102 94 87 97 87
70 180 153 135 126 117 108 121 108

Примечание: 1. Допустимо прокладывать провода и кабели в коробе многослойно и пучками только для питания отдельных электроприемников с коэффициентом использования до 0,7.

2. Для питания групп электроприемников и отдельных приемников с коэффициентом использования более 0,7 следует применять однослойную прокладку кабелей и проводов в коробе.

 

Таблица П.5.

Допустимые значения напряжения прикосновения и токов, проходящих через тело человека

 

Время воздействия, с

0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 свыше 1
U, В 550 340 180 135 120 105 95 85 75 65 60 20
I, мА 550 400 190 150 140 125 105 90 75 65 50 6

 


Приложение 2.







Последнее изменение этой страницы: 2019-04-01; Просмотров: 22; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2022 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.094 с.) Главная | Обратная связь