Выбор и проверка плавких предохранителей по условиям длительной эксплуатации и пуска

Плавкие предохранители предназначены для защиты электрических установок от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Простая конструкция, небольшие размеры и сравнительно-малая стоимость обусловили широкое применение плавких предохранителей в электроустановках, особенно при напряжении до 1000 В. В отличие от других видов защитных устройств предохранители с плавкой вставкой совмещают в себе функцию выявления повреждений и функцию отключения поврежденного участка.

Однако плавким предохранителям присущи и серьезные недостатки, ограничивающие область их применения, к числу которых относятся: большой разброс срабатывания плавкой вставки—до 50 % по току, необходимость замены плавкой вставки или всего предохранителя после однократного срабатывания, возможность работы двигателя на двух фазах при перегорании предохранителя на одной фазе и др.

Плавкие предохранители выбирают по следующим параметрам:

по номинальному напряжению; номинальное напряжение предохранителей

U_н.пр. должно быть, как правило, равно номинальному напряжению электроустановки U_н.уст _., где их устанавливают:

U_н.пр.= U_н.уст

по предельно отключаемому току предохранителя

I_{пр. откл.} I^”

где I_{пр.огкл}—предельно отключаемый ток (табл. 5.2);

I" —сверхпереходный ток к. з. в месте установки предохранителя;

по номинальному току плавкой вставки; номинальный ток плавкой вставки Iв должен быть по возможности наименьшим при соблюдении следующих условий:

(8.1)

Iв Imax/ , (8.2)

где I_р._max — максимальный рабочий ток цепи, защищаемой предохранителем; I_max—максимальный ток цепи при включении электроприемников, у которых пусковые токи значительно превышают номинальные;

k_н— коэффициент надежности, принимаемый для линий, питающих лампы накаливания и нагревательные приборы - 1, люминесцентные лампы - 1, 25, лампы типа ДРЛ - 1, 1; - коэффициент, зависящий от пускового режима защищаемых электродвигателей и типа плавкого предохранителя.

При защите предохранителем линии, к которой подключен один двигатель,

Imax = кi Iн, (8, 3)

где k_i— кратность пускового тока двигателя;

I_н — номинальный ток двигателя, А.

При защите плавкими предохранителями линии, к которой присоединены более пяти двигателей, ток плавной вставки определяют но условию

(8.4)

При защите предохранителем линии, к которой присоединены до пяти двигателей,

(8.5)

где ко - коэффициент одновременности; I_p₍_n_-1)сумма рабочих токов всех двигателей, за исключением одного, у которого разность между пусковым и номинальным токами наибольшая; Iп - пусковой ток исключенного из суммы двигателя.

При выборе плавких вставок безинерцнонных предохранителей (ПН, НПН, ППР) для защиты коротко-замкнутых электродвигателей с легким режимом пуска (длительность пуска 2...5 с) = 2, 5 и с тяжелым режимом пуска = 1, 6; для малоинерциониых предохранителей (ПР2) при легком режиме пуска = 3 и при тяжелом режиме = 2. При частых пусках (15 и более в час) двигателей с легким режимом пуска плавкие вставки нужно выбирать, как для тяжелого режима. Следует отметить, что предохранители, выбранные по условиям (4.4) и (4.5), защищают короткозамкнутые двигатели только от коротких замыканий;

по селективности защиты; для проверки селективности действия плавких предохранителей, а также для согласования их работы с работой релейной защиты составляют карты селективности.

Для выбора плавких предохранителей по условию селективности можно использовать метод согласования характеристик предохранителей. В основу этого метода положен принцип сопоставления площадей сечений плавких вставок с учетом того, из какого материала они изготовлены (9).

При установке однотипных предохранителей напряжением до 1000 В селективность будет соблюдена, если плавкие вставки каждых двух последовательно включенных предохранителей отличаются одна от другой не менее чем на две ступени по шкале номинальных токов плавких вставок, а при установке высоковольтных предохранителей с кварцевым заполнителем — на одну ступень.

Технические данные предохранителей приведены в таблице 8.2.

На рисунке 8.1 показаны ампер-секундные характеристики плавких предохранителей типа ПН2, а на рисунке 7.2 – предохранителей типа НПР и НПН.

Рис. 8.1. Ампер-секундные характеристики плавких предохранителей типа ПН2

Рис. 8.2. Ампер-секундные характеристики плавких предохранителей типа НПР и НПН

Таблица 8.1 - Технические данные плавких предохранителей напряжением до 1000 В

Тип и конструкция предохранителя	Номинальный ток патрона, А	Номинальный ток плавкой вставки, А	Предельно отключаемый ток-действующее значение тока КЗ I” (кА) при напряжении, В
Площадь сечения плавкой вставки, мм²	I габарит, 220/380	II габарит, 380/550
ПР2 Закрытый патрон разборный, без заполнителя, вставка фигурная из цинка			1, 2/0, 8 5, 5/1, 8 11/6, 0 11/6 11/6 15/13	0, 8/0, 7 4, 5/3, 5 13/11 13/11 13/11 23/30
ПН2 Закрытый, патрон разборный с заполнителем, вставка из листовой меди с оловянным шариком			__ __ __ __	-/50 -/40 -/25 -/25
НПН Закрытый, патрон неразборный, с заполнителем, вставка из меди с оловянным шариком			__ __	-/10 -/10
НПР Закрытый, патрон разборный с заполнителем, вставка из меди с оловянным шариком			__ __	__ __

Таблица 8.1. Продолжение

Тип и конструкция предохранителя	Номинальный ток патрона, А	Номинальный ток плавкой вставки, А	Предельно отключаемый ток-действующее значение тока КЗ I” (кА) при напряжении, В
Площадь сечения плавкой вставки, мм²	I габарит, 220/380	II габарит, 380/550
ПРС Однополюсный, резьбовой, разборный, с заполнителем			__ __ __	__ __ __
ПП31 С токоведущими частями из алюминия ПП31-29 ПП31-33 ПП31-35 ПП31-39		4; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 50; 63; 80; 100; 125; 160 125; 160; 200; 250 200; 250; 320; 400; 500; 630	__ __ __ __	__ __ __ __

Пример 8.1

Выбрать предохранители и плавкие вставки к ним для защиты электрической сети 380/220 В. (рис. 8.1) прокладываемой в механической мастерской. Все двигатели с легким режимом пуска и включаются поочередно. ОТ РЩ3 питаются линии освещения с люминисценными лампами Л4 с суммарной мощностью ламп Р=4кВт и Л5 с суммарной мощностью ламп Р=6.6 кВт. Коэффициент мощности осветительной нагрузки 0, 9, для остальных линий k_од=1. Действующее значение тока короткого замыкания на вводе мастерской Остальные данные приведены в расчетной таблице.

Рис. 8.1. К примеру 8.1. Выбор предохранителей и плавких вставок к ним

Необходимые для расчета данные:

Двигатель: М1 – Рн = 22 кВт; Iн = 41, 4 А; кi = 7, 0; кз = 0, 85; Iр.max = 35 А.

Двигатель: М2 – Рн = 3 кВт; Iн =6, 7 А; кi = 6, 5; кз =1; Iр.max =6, 7 А.

Двигатель М3 – Рн = 5, 5 кВт; Iн =11, 5 А; кi = 7, 0; кз = 0, 9; Iр.max = 10, 3 А.

Решение: По формуле I = Р/( ) определяем токи, протекающие по линиям Л4 и Л5 , по формуле Iр.max = Iн кз - рабочие токи линий

и по формуле Iп. = Iн кi з — пусковые токи двигателей.

Определяем токи плавких вставок для линии и выбираем плавкие предохранители.

Линия 1 I_вI_пуск/ =290/2, 5=116 А

Принимаем I_в=120 А, предохранитель ПН2-250.

Линия 2. I_в 43, 5/2, 5= 17, 4 А; I_в =20 А, предохранитель НПН-50.

Линия 3. I_в 80, 5/2, 5-=32, 2 А; I_в=35 А, предохранитель НПН-60.

Линия 4. I_в k_нI_p_._max= 1, 25-6, 75=8, 5 А; I_в=10 А, предохранитель ПРС-20.

Линия 5. I_в 1, 25× 14= 17, 5; I_в= 20 А, предохранитель ПРС-20.

Линия 6 I_p=k_одI _p_._max=1× (35 + 6, 7 + 10, 3) = 52 А;

I_max=k_одI_p₍_p_-1)+I_пуск=(1 (6.7 + 10, 3) + 290 = 307 А

I_вI_max/ =307/2, 5= 122, 8 А.

Принимаем I_в =150 А, предохранитель ПН2-250.

Линия 7.I_m_._x= (6.75+ 14) =20, 75 А; I_в 1, 25× 20, 75=26 А.

Принимаем I_в=30 А, предохранитель ПН2-100.

Ввод. I_p=0, 8 (52+20, 75)=58, 5 А;

I_max=0, 8× (6, 7+10, 3+ +20, 75)+290=320 А;

I_вI_max / =320/2, 5=128А.

По условию селективности с защитной линии 6 принимаем I_в=200 А, предохранитель ПН2-250.

По предельно допускаемым токам не проверяем, так как они во много раз больше тока короткого замыкания на вводе (см. табл.4.2).

Занятие 9

Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Следующая