Расчет предохранителей по току. Расчет и выбор плавких предохранителей: как правильно подобрать защиту электрической цепи

Как правильно рассчитать номинальный ток плавкой вставки предохранителя. Какие факторы нужно учитывать при выборе предохранителей. Как подобрать предохранитель для защиты электродвигателя. Какие бывают типы плавких предохранителей.

Основные параметры плавких предохранителей

Плавкие предохранители являются простым и надежным средством защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и перегрузки. При выборе предохранителя необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Номинальное напряжение
• Номинальный ток предохранителя
• Номинальный ток плавкой вставки
• Отключающая способность
• Время-токовая характеристика

Номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать напряжению сети. Номинальный ток предохранителя и плавкой вставки выбирается исходя из расчетного тока защищаемой цепи. Отключающая способность должна превышать ток короткого замыкания в месте установки. Время-токовая характеристика определяет быстродействие предохранителя.

Как рассчитать номинальный ток плавкой вставки

Расчет номинального тока плавкой вставки производится по следующей формуле:

I_вс ≥ I_{раб.макс} / K

где:

• I_вс — номинальный ток плавкой вставки
• I_{раб.макс} — максимальный рабочий ток защищаемой цепи
• K — коэффициент запаса

Коэффициент запаса K принимается:

• 1,6-2,0 — для осветительных и бытовых цепей
• 2,5 — для электродвигателей с легким пуском
• 3,0 — для электродвигателей с тяжелым пуском

Полученное значение округляется до ближайшего стандартного номинала плавкой вставки.

Выбор предохранителей для защиты электродвигателей

При выборе предохранителей для защиты электродвигателей необходимо учитывать пусковые токи. Номинальный ток плавкой вставки выбирается по формуле:

I_вс ≥ I

пуск / K

где:

• I_пуск — пусковой ток электродвигателя
• K — коэффициент запаса (2,5 для легкого пуска, 3,0 для тяжелого пуска)

Также необходимо проверить чувствительность предохранителя к токам короткого замыкания. Ток срабатывания должен быть меньше минимального тока КЗ.

Типы плавких предохранителей

Существуют следующие основные типы плавких предохранителей:

• Резьбовые (пробочные) предохранители
• Трубчатые предохранители
• Ножевые предохранители
• Быстродействующие предохранители

Резьбовые предохранители применяются в бытовых сетях до 380В. Трубчатые используются в промышленных установках на напряжения до 660В. Ножевые предохранители рассчитаны на большие токи до 1000А. Быстродействующие предохранители защищают полупроводниковые приборы.

Преимущества и недостатки плавких предохранителей

Основные преимущества плавких предохранителей:

• Простота конструкции
• Низкая стоимость
• Высокая отключающая способность
• Ограничение тока короткого замыкания

К недостаткам можно отнести:

• Одноразовое действие
• Необходимость замены после срабатывания
• Разброс характеристик срабатывания
• Возможность неселективного отключения

Несмотря на недостатки, плавкие предохранители по-прежнему широко применяются благодаря своей надежности и простоте.

Выбор предохранителей для защиты кабельных линий

При выборе предохранителей для защиты кабельных линий необходимо выполнить следующие условия:

1. Номинальный ток плавкой вставки должен быть больше или равен расчетному току линии: I_вс ≥ I_расч
2. Ток плавления вставки должен быть меньше допустимого длительного тока кабеля: I_пл ≤ I_доп
3. Ток срабатывания должен быть меньше минимального тока однофазного КЗ: I_ср < I_к.мин

Для проверки селективности строятся время-токовые характеристики последовательно включенных предохранителей. Характеристики не должны пересекаться.

Особенности выбора предохранителей для сетей с электродвигательной нагрузкой

При выборе предохранителей для сетей с электродвигателями необходимо учитывать следующие особенности:

• Большие пусковые токи двигателей (5-7 I_ном)
• Возможность групповых пусков
• Режимы самозапуска двигателей
• Необходимость отстройки от рабочих перегрузок

Номинальный ток плавкой вставки выбирается по формуле:

I_вс ≥ (I_{пуск.макс} + I_{раб.ост}) / K

где I_{пуск.макс} — пусковой ток двигателя с наибольшим пусковым током, I_{раб.ост} — рабочий ток остальных двигателей, K — коэффициент запаса (2,5-3,0).

Рекомендации по выбору и эксплуатации плавких предохранителей

При выборе и эксплуатации плавких предохранителей рекомендуется соблюдать следующие правила:

• Применять предохранители только заводского изготовления
• Не использовать самодельные плавкие вставки
• Периодически проверять состояние контактных соединений
• Своевременно заменять сработавшие предохранители
• Применять предохранители одного типа и номинала в трехфазных цепях
• Не превышать номинальное напряжение предохранителя

Соблюдение этих рекомендаций позволит обеспечить надежную защиту электроустановок с помощью плавких предохранителей.

Расчет предохранителя по току

Как заземляют неметаллические трубы? В наше время предохранители с плавкими вставками уходят уже в прошлое. О достоинствах и недостатках этих двух аппаратов я расскажу в другой раз. Я не сторонник применения плавких предохранителей, но бывают ситуации, когда нужно выбрать плавкую вставку для предохранителя. В большинстве случаях трудностей возникнуть не должно.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Диаметр провода для плавких предохранителей
• Пример выбора плавких предохранителей
• Калькулятор для расчета плавкой вставки предохранителя
• Таблица изготовления предохранителя на любой ток
• Прикидочный расчет номинала необходимой плавкой вставки
• Условия выбора плавких предохранителей
• Пример расчета номинальных токов плавких вставок и выбора предохранителей

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Перепад тока (HD) — Вещдок — Интер

Диаметр провода для плавких предохранителей

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Плавкие вставки — электротехнические элементы для защиты аппаратуры от короткого замыкания и перенапряжения посредством отключения электроэнергии при превышении предельных значений токовых нагрузок. Размыкание цепи происходит вследствие расплавления предохранительной проволоки определенной толщины. Промышленности известны несколько типов данных устройств.

Все они различаются внутренними и внешними конструктивными особенностями, а функционируют по единому принципу. Сейчас с целью защиты квартирного электрооборудования используют более практичные многоразовые автоматы , однако до сих пор встречаются одноразовые плавкие вставки в пробках.

Особенно они актуальны для помещений временных и старых построек, где установка эффективных современных щитков экономически неоправданна. В бытовых приборах же альтернативы классическому предохранителю по-прежнему нет. Плавкие вставки активно используются и в промышленности. От них может зависеть работоспособность целого завода или инженерной сети. Промышленные предохранители лучше не покупать с рук, на рынке или в непроверенных организациях.

Мудрое решение — обратиться к профессионалам в области электроники, например, в интернет-магазин Conrad. В подобных вопросах скупой платит не дважды, а трижды. На принципиальных электросхемах графический символ вставки сродни символу резистора, но со сплошной линией, идущей посредине прямоугольника. Обозначается преимущественно как F либо Пр. За литерой обычно идет показатель величины тока защиты. Допустим, F1A указывает, что в схему вмонтирован предохранитель, рассчитанный на допустимую силу тока в 1 ампер.

Плавкие вставки имеют естественное свойство перегорать, и считается, что подобная продукция не ремонтируется. Это не так: если к делу подойти творчески, то потенциально каждая деталь успешно восстанавливается с последующим вторичным применением.

Дело в том, что корпус вставки не повреждается, в негодность приходит лишь калиброванный металлический волосок внутри него. Таким образом, если отслуживший свой срок волосок заменить, предохранитель вновь готов к употреблению.

Однако такой вариант годится в крайнем случае, когда, например, запасного предохранителя в наличии не имеется, магазин закрыт, а музыкальное оформление торжества находится под угрозой. В нормальной же ситуации надлежит использовать только заводское изделие. То есть рациональное решение состоит в том, чтобы временно восстановить вставку до замены новым аналогом, сохранив защитные функции. Акцентируем на этом внимание потому что, увы, нередко сограждане просто замыкают контакты первой попавшейся под руку проволокой, или того хуже, вставляют в пробку вместо предохранителя стальной штырек.

Предохранитель приходит в негодность по 2 причинам: из-за колебаний сетевых параметров или неисправностей в самих электроприборах. Бывают технологические отказы и вследствие неудовлетворительного качества той или иной партии продукции. Причем величина напряжения питающей сети, в которой находятся плавкие вставки, принципиально роли не играет. Так, допускается устанавливать образец номиналом 1A и в панели предохранителей автомашины, и в переносной светильник , и в распредустройство на V.

Однако если токовая нагрузка увеличивается, t соответственно также растет. При достижении точки плавления материала, из которого проводник выполнен, происходит его мгновенное перегорание, цепь надежно размыкается и электропитание прекращается.

Совершенно ясно, что, скажем, при возникновении КЗ металл плавится, а не горит. То же происходит и с предохранителем. Самый распространенный на рынке — трубчатый предохранитель. Он изготавливается в виде полого керамического либо стеклянного цилиндра, с торцов заглушенного металлическими крышками, соединенными между собой волоском, расположенным внутри корпуса. В плавкие вставки для сверхбольших токов в полость цилиндра помещают наполнитель, в основном, кварцевый песок.

Рассмотрим ситуацию, при которой телевизор после грозы перестал включаться. Оказалось, перегорела вставка неопределенного номинала. Мощность телевизора — W. По справочнику находим: для аппаратуры с данной установленной мощностью ближайшее значение W, которому соответствует изделие, рассчитанное на 1A.

Если предохранитель всякий раз после очередной замены выходит из строя, то причина неисправности кроется не в нем, а в аппаратуре, нуждающейся в ремонте.

Использование предохранителя, рассчитанного на больший ток, лишь усугубит положение вплоть до ее ремонтонепригодности. При выпуске предохранителей в зависимости от быстродействия и силы тока применяется калиброванная нить из алюминиевых, медных, нихромовых, оловянных, серебряных, свинцовых сплавов.

Чтобы изготовить плавкие вставки в кустарных условиях доступны лишь медь да алюминий, но и этого вполне достаточно. Создатели деталей электротехнической защиты руководствуются хорошо известным правилом: значение тока разрабатываемого устройства должно быть выше потребляемого оборудованием. Грубо говоря, если усилитель работает на 5A, то ток защиты предохранителя определяется в 10A. На колпачке или теле предохранителя выбивается маркировка, являющаяся его технической характеристикой.

Наряду с этим, функциональные электрические показатели наносят и на крышку электроприбора возле точки монтажа предохранителя. Толщину проволоки определяют микрометром. Если он отсутствует, подойдет и ученическая линейка. Сделайте сплошных витков на линейку чем больше намотаете — тем точнее окажется результат , поделите число закрытых миллиметровых делений на число витков и узнаете искомую толщину.

Намотаем 10 витков, покрывших 6,5 мм. Расстояние поделим на количество и получим диаметр провода — 0,65 мм, из которых приблизительно 0,05 мм занимает электроизоляционный лак. В итоге истинный диаметр равен 0,6 мм. Информационно-познавательный сайт. Публикация материалов сайта возможна только после разрешения администратора и при указании полной активной ссылки на источник.

Ру Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация!

Пример выбора плавких предохранителей

Общие технические условия Low-voltage power fuses. General specifications. N срок действия установлен с ВЗАМЕН ГОСТ , ГОСТ Настоящий стандарт распространяется на плавкие предохранители на номинальный ток от 2 до А, номинальное напряжение переменного тока до В и постоянного тока до В, устанавливаемые в комплектные устройства и предназначенные для защиты при перегрузках и коротких замыканиях силовых и вспомогательных цепей электроустановок промышленных предприятий, общественных и жилых зданий, изготовляемые для нужд народного хозяйства и экспорта и номинальное напряжение до В для защиты полупроводниковых устройств.

Расчетный выбор предохранителей. Предохранители выбирают по номинальному току предохранителя Iпр.н и току плавкой вставки.

Калькулятор для расчета плавкой вставки предохранителя

Пример 1. Длительный расчетный ток линии составляет А, а кратковременный ток при пуске двигателей А. Пуск легкий. Необходимо определить номинальный ток плавких вставок предохранителей типа ПН2, защищающих линию, и выбрать сечение кабеля для следующих условий:. Предохранитель типа ПН с плавкой вставкой на А. Пример 2. От шин главного распределительного щита получает питание силовой распределительный щит с автоматическими выключателями, к которому присоединяются шесть асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Таблица изготовления предохранителя на любой ток

Предохранители — это коммутационные электротехнические изделия, используемые для защиты электрической сети от сверхтоков и токов короткого замыкания. Принцип действия предохранителей основан на разрушении специально предназначенных для этого токоведущих частей плавких вставок внутри самого устройства при протекании по ним тока, величина которого превышает определенное значение. Плавкие вставки являются основным элементом любого предохранителя. После перегорания отключения тока они подлежат замене. Внутри плавкой вставки располагается плавкий элемент именно он и перегорает , а также дугогасительное устройство.

Плавкий предохранитель является самым слабым участком защищаемой электрической цепи, срабатывающим в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение более ценных элементов электрической цепи высокой температурой, вызванной чрезмерными значениями силы тока. Они дешевы и просты в изготовлении и в случае короткого замыкания в сети обеспечивает защиту проводки от возгорания.

Прикидочный расчет номинала необходимой плавкой вставки

Для защиты электрических цепей от аварийных режимов работы, таких как повышенное потребление мощности или короткое замыкание , используют плавкие вставки или предохранители. Они устроены таким образом, что при протекании тока до определенного уровня ничего не происходит, но, согласно закону Джоуля-Ленца при протекании электрического тока происходит выделение тепла на проводнике. Поэтому при определенной силе тока тепла выделяется такое количество, что проводник плавкой вставки просто перегорает. В электронных схемах предохранители устанавливают на входе питания, он нужен для защиты трансформатора, дорожек платы и других узлов. Также используется для защиты электродвигателя — их часто устанавливают в щитах, к которым происходит подключение.

Условия выбора плавких предохранителей

НОМ независимо от места установки должно выбираться равным номинальному напряжению сети Uc:. Установка предохранителей на меньшее номинальное напряжение, чем напряжение сети, не допускается во избежание возникновения короткого замыкания, так как изоляция каждого предохранителя рассчитана на определенное напряжение. Установка предохранителей на большее номинальное напряжение, чем напряжение сети, также не рекомендуется. Дело в том что длина плавкой вставки для обеспечения надежного гашения дуги, возникающей при ее перегорании, тем больше, чем выше напряжение. С увеличением длины плавкой вставки, имеющей тот же номинальный ток, изменяются условия гашения дуги и ухудшается защитная характеристика вставки. Если это условие не будет выполнено, дуга, возникающая при перегорании плавкой вставки, может не погаснуть, а предохранитель в результате ее длительного горения разрушится. Таким образом, вторым условием является.

Не всегда имеется запасной предохранитель на нужный ток. Проще Расчет диаметра провода для плавких предохранителей (он-лайн калькулятор).

Пример расчета номинальных токов плавких вставок и выбора предохранителей

Для того, чтобы правильно обеспечить надежную защиту необходимо заранее делать расчет плавких предохранителей. Данные элементы рассчитаны на эксплуатацию в самых различных условиях, поэтому требуется их индивидуальный подбор для каждого конкретного случая. Одним из средств защиты бытовой техники и оборудования, а также кабелей и проводов служат плавкие вставки или предохранители. Они обеспечивают надежную защиту от скачков напряжения в сети и коротких замыканий.

Хотя в наше время его с успехом заменяют защитные автоматы, есть огромное множество примеров, где плавкая вставка является незаменимым предохранительным звеном в электрической цепи: электронная аппаратура, автомобильная электросеть, промышленные электроустановки, системы энергоснабжения. Пробковые предохранители до сих пор работают во множестве распределительных щитов жилого фонда на пост советском пространстве. Благодаря своей миниатюрности, безотказности, дешевизне, возможности быстрой замены, неизменности характеристик в процессе работы, плавкие предохранители не утратили актуальности, и предлагаемая статья будет полезной, чтобы осуществить выбор предохранителей, которым свойственны такие основные параметры:. В электротехнике предохранителем называют устройство защиты от перегрузок по току, имеющее одноразовый компонент, называемый плавкой вставкой, размыкающей электрическую цепь при достижении обусловленных параметров, за счёт расплавления проводника. Конструктивно одноразовый элемент исполняется в виде проводника малого сечения, заключённого в защитную стеклянную, фарфоровую или пластмассовую оболочку.

В предыдущей статье мы рассмотрели условия выбора плавких предохранителей. В этой же статье, речь пойдет непосредственно о примере выбора плавких предохранителей для асинхронных двигателей и распределительного щита ЩР1, согласно схеме рис.

Плавкий предохранитель — это установочное изделие, предназначенное для защиты электроприборов путем отключения подачи на них электроэнергии при превышении допустимой величины тока способом расплавления установленной в предохранителе калиброванной проволоки. Для защиты электрической проводки и дорогостоящей радиоаппаратуры от короткого замыкания, бросков тока в питающей сети и обеспечения безопасной эксплуатации электроприборов широко используются плавкие вставки — предохранители. Они выпускаются разных конструкций, типоразмеров и на любые токи защиты. Рассмотренная технология ремонта предохранителей при соблюдении всех условий обеспечит его защитную функцию. Но не каждый имеет опыт работы с паяльником и измерения диаметра проволоки. Да и в любом случае предохранитель промышленного изготовления будет работать надежнее. Квартирную электропроводку раньше тоже защищали исключительно с помощью плавких предохранителей, установленных в пробки.

С безопасностью не шутят, поэтому постараюсь изложить кратко, емко и доступно. Без заумностей, кому они нужны — лезем в спец литературу. Даже я, со своим маниакальным отношениям к проводке и немалым опытом горел разок именно из-за слаботочной проводки, которую впопыхах криво подключил! Также не забываем дублировать штатную развязку массы АКБ проводом того же номинала, что и — нагрузки, даже если — провод подключен не на кузов, а напрямую от АКБ, так как в случае его обрыва, ток пойдет по штатной массе, номинал которой не велик.

Как выбрать предохранитель по току для двигателя

Содержание

1. Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей
2. Пример выбора плавких предохранителей
3. Условия выбора плавких предохранителей
4. Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей
5. Выбор предохранителей по типу пуска двигателей
6. Предохранители для защиты магистралей
7. Плавкие предохранители. Выбор, расчет предохранителя.
8. Плавкие предохранители
9. Видео

Отстройка плавких вставок предохранителей от пусковых токов электродвигателей

Отстройка плавких вставок от пусковых токов выполняется по времени: пуск электродвигателя должен полностью закончиться раньше, чем вставка расплавится под действием пускового тока.

Опытом эксплуатации установлено правило: для надежной работы вставок пусковой ток не должен превышать половины тока, который может расплавить вставку за время пуска.

Все электродвигатели разбиты на две группы по времени и частоте пуска

Двигателями с легким пуском считаются двигатели вентиляторов, насосов, металлорежущих станков и т. п., пуск которых заканчивается за 3…5 с, пускаются эти двигатели редко, менее 15 раз в 1 ч.

Выбор номинального тока плавкой вставки для отстройки от пускового тока производится по выражению: Iвс ≥ Iпд /К (1)

Поскольку вставка при пуске двигателя нагревается и окисляется, уменьшается сечение вставки, ухудшается состояние контактов, она может ложно перегореть при нормальной работе двигателя. Вставка, выбранная в соответствие с формулой 1, может сгореть также при затянувшемся по сравнению с расчетным временем пуске или самозапуске двигателя. Поэтому во всех случаях целесообразно измерить напряжение на вводах двигателя в момент пуска и определить время пуска.

Для предотвращения сгорания вставок при пуске, что может повлечь за собой работу двигателя на двух фазах и его повреждение, целесообразно во всех случаях, когда это допустимо по чувствительности к токам КЗ, выбирать вставки более грубыми, чем по условию (1).

Каждый двигатель должен защищаться своим отдельным аппаратом защиты. Общий аппарат допускается для защиты нескольких маломощных двигателей только в том случае, если будет обеспечена термическая устойчивость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузки, установленных в цепи каждого двигателя.

Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколько асинхронных электродвигателей

Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током и самозапуск двигателей, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

При расчете защиты необходимо точно определить какие двигатели отключаются при понижении или полном исчезновении напряжения, какие остаются включенными, какие повторно включаются при появлении напряжения.

Для уменьшения нарушений технологического процесса применяют специальные схемы включения удерживающего электромагнита пускателя, обеспечивающего немедленное включение в сеть двигателя при восстановлении напряжения. Поэтому в общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питается несколько самозапускающихся двигателей, выбирается по выражению: Iвс ≥ ∑Iпд /К. (2)

Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихся электродвигателей

В этом случае плавкие вставки предохранителей выбираются по следующему соотношению: Iном. вст. ≥ кр/К

где Iкр = I’пуск + I’длит – максимальный кратковременный ток линии;

I’пуск – пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения;

I’длит – длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы электродвигателей) – это суммарный ток, который потребляется всеми элементами, подключенными через плавкий предохранитель, определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).

Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки

Поскольку пусковой ток в 5…7 раз превышает номинальный ток двигателя, плавкая вставка, выбранная по выражению (1), будет иметь номинальный ток в 2…3 раза больше номинального тока двигателя и, выдерживая этот ток неограниченное время, не может защитить двигатель от перегрузки.

Для защиты двигателей от перегрузки обычно применяют тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели или в автоматические выключатели.

Если для защиты двигателя от перегрузки и управления им применяется магнитный пускатель, то при выборе плавких вставок приходится учитывать также условие предотвращения повреждения контактов пускателя.

Источник

Пример выбора плавких предохранителей

В предыдущей статье мы рассмотрели условия выбора плавких предохранителей. В этой же статье, речь пойдет непосредственно о примере выбора плавких предохранителей для асинхронных двигателей и распределительного щита ЩР1, согласно схеме рис.1 (схема дана в однолинейном изображении). Самозапуск двигателей исключен. Условия пуска легкие. Технические характеристики двигателей приведены в таблице 1.

Рис. 1 – Схема защиты плавкими предохранителями группы короткозамкнутых асинхронных двигателей

Таблица 1 – Технические характеристики двигателей 4АМ

Обозначение на схеме	Тип двигателя	Номинальная мощность Р, кВт	КПД η,%	Коэффициент мощности, cos φ	Iп/Iн
1Д	4АМ112М2	7,5	87,5	0,88	7,5
2Д	4АМ100L2	5,5	87,5	0,91	7,5
3Д	4АМ160S2	15	88	0,91	7,5
4Д	4АМ90L2	3	84,5	0,88	6,5
5Д	4АМ180S2	15	88	0,91	7,5

1. Определяем номинальный ток для двигателя 1Д:

2. Определяем пусковой ток для двигателя 1Д:

3. Определяем номинальный ток плавкой вставки предохранителя FU2:

Iн.вс. > Iпуск.дв/k = 111,15/2,5 = 44,46 А;

где:
k =2,5 — коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя, в моем случаем пуск двигателей легкий. Подробно выбор коэффициента, учитывающий условие пуска двигателя рассмотрен в статье: «Условия выбора плавких предохранителей».

Выбираем плавкую вставку предохранителя FU2 на ближайший больший стандартный номинальный ток 50 А, по каталогу на предохранители NV-NH фирмы ETI, согласно таблицы 2.

Номинальный ток отключения для предохранителей NV/NH с характеристикой АМ составляет 100 кА. По этому условие Iном.откл > Iмакс.кз., будет всегда выполнятся.

Аналогично рассчитываем номинальный ток плавкой вставки для двигателей 2Д-5Д и заносим результаты расчетов в таблицу 3.

Обозначение на схеме	Тип двигателя	Ном. ток, А	Пусковой ток, А	Номинальный ток плавкой вставки, А		Ном. ток предохранит., А
				Расчетный	Выбранный
1Д	4АМ112М2	14,82	111,15	44,46	50	50
2Д	4АМ100L2	10,5	78,8	31,52	40	40
3Д	4АМ160S2	28,5	213,7	85,48	100	100
4Д	4АМ90L2	6,14	39,9	15,96	20	20
5Д	4АМ180S2	28,5	213,7	85,48	100	100

4. Выбираем плавкую вставку предохранителя FU1.

4.1 Определяем наибольший номинальный длительный ток с учетом, что у нас включены все двигатели:

4.2 Определяем наибольший ток, учитывая что наиболее тяжелым режимом для предохранителя FU1, будет пуск наиболее мощного двигателя 5Д при находящихся в работе двигателях 1Д, 2Д, 3Д, 4Д.

Выбираем плавкую вставку предохранителя FU1 на номинальный ток 125 А.

Теперь нам нужно проверить выбранные плавкие вставки на отключающую способность короткого замыкания для отходящих линий в соответствии с ПУЭ раздел 1.7.79, время отключения не должно превышать 5 сек. Для проверки берется ток однофазного замыкания на землю в сети с глухозаземленной нейтралью.

Значения токов короткого замыкания для проверки отключающей способности предохранителей берем из статьи: «Пример приближенного расчета токов короткого замыкания в сети 0,4 кв».

Проверим выбранную плавкую вставку предохранителя FU2 на отключающую способность.

Двигатель 1Д защищен плавкой вставкой на 50 А, ток однофазного КЗ составляет 326 А, максимальный ток отключения плавкой вставки при времени 5 сек составляет 281 А согласно таблицы 2, Iк.з.(1) = 326A > Iк.з.max=281A (условие выполняется). Аналогично проверяем и остальные предохранители, результаты расчетов заносим в таблицу 4.

Проверим на отключающую способность предохранитель FU1, учитывая, что ток трехфазного короткого замыкания в месте установки предохранителя Iк.з(3) = 2468 А.

Предельно допустимый ток отключения для предохранителя FU1 с плавкой вставкой на 125 А составляет 100 кА > 2468 A (условие выполняется).

Таблица 4 – Результаты расчетов

Обозначение на схеме	Номинальный ток плавкой вставки, А	Iк.з.(3), А	Iк.з.(1), А	Максимальный ток отключения плавкой вставки при времени 5 сек. Iк.з.max, A	Примечание
FU1	125	2468	—	—
FU2	50	—	326	281	Условие выполняется
FU3	40	—	222	195	Условие выполняется
FU4	100 (80)	—	429	595 (432)	Условие не выполняется
FU5	20	—	122	86	Условие выполняется
FU6	100 (80)	—	429	595 (432)	Условие не выполняется

Как видно из результатов расчета для предохранителей FU4 и FU6 чувствительности к токам КЗ не достаточно. Чтобы увеличить чувствительность к токам КЗ, можно увеличить сечение кабеля, в данном случае увеличение сечение кабеля, является не целесообразным.

Либо уменьшить номинальный ток плавкой вставки для предохранителей FU4 и FU6, отстраиваясь от пусковых токов и учитывая, что условия пуска двигателя легкие (время пуска 5 сек.).

Как показывает опыт эксплуатации, для надежной работы вставок пусковой ток не должен превышать половины тока, который может расплавить вставку за время пуска.

Исходя из этого, выбираем ток плавкой вставки для предохранителей FU4 и FU6 на 80 А, где: Iк.з.max = 432 А при времени 5 сек., пусковой ток равен 213,7 А (условие выполняется).

Источник

Условия выбора плавких предохранителей

В наше время все большей популярностью пользуются автоматические выключатели (АВ) как иностранных так и отечественных производителей, это в первую очередь связано с тем, что у АВ отсутствуют недостатки предохранителей. Но не смотря на все свои недостатки, предохранители все еще активно используются, так как это наиболее дешевый вариант защиты присоединения.

Например у нас на предприятии, если заказчик не возражает, для защиты двигателей мощностью до 100 кВт, применяются разъединитель-предохранитель, учитывая что короткое замыкание не такое частое явление, предохранитель – это очень хорошее решения для защиты присоединения.

В связи с этим, в этой статье я расскажу как нужно правильно выбирать предохранители с плавкими вставками в соответствии с ПУЭ и другой справочной литературой, чтобы Ваши предохранители срабатывали только при ненормальных режимах работы электроприемников.

При выборе предохранителя, должны выполняться условия:

Iном.откл > Iмакс.кз (2)

Условия выбора плавких вставок:

k – коэффициент, принимается равным 2,5 согласно [Л1. с. 124,125], что соответствует ПУЭ пункт 5.3.56, для электродвигателей с короткозамкнутым ротором при небольшой частоте включений и легких условиях пуска (tп=2-2,5 сек.).

Обычно данный коэффициент принимается для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.

Для двигателей с тяжелыми условия пуска (tп > 10-20 сек.), например для двигателей мешалок, дробилок, центрифуг, шаровых мельниц и т.п. А также для двигателей с большой частотой включений, т.е. для двигателей кранов и других механизмов повторно-кратковременного режима, коэффициент k принимается равным 1,6 – 2.

Для двигателей с фазным ротором коэффициент k принимается равным 0,8 – 1.

При выборе тока плавкой вставке по условию (4), следует учитывать, что с течением времени защитные свойства вставки ухудшаются, из-за этого есть вероятность ложных сгораний плавкой вставке при пусках двигателей. В результате двигатель может вообще не запуститься, либо работать на 2-х фазах, что приводит к перегреву двигателя.

И если не предусмотрена защита от перегрузки, двигатель может выйти из строя.

Решением данной проблемы, является выбор большего тока плавкой вставки, чем по условию (4), если это допустимо по чувствительности к токам КЗ.

При защите сборки, ток плавкой вставки выбирают по трем условиям:

где:
k – коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя;

— сумма пусковых токов самозапускающих двигателей;

— сумма максимальных рабочих токов электроприемников, кроме двигателя с наибольшим пусковым током Iпуск. макс.;

Для проверки надежного срабатывания предохранителя в конце защищаемой линии, нужно выполнить на кратность тока кз и учитывать время отключения.

В справочной литературе, Вы можете встретить такое утверждение, что для надежного и быстрого перегорания плавкой вставки, требуется чтобы при КЗ в конце защищаемой линии обеспечивалась необходимая кратность тока короткого замыкания, т.е отношение тока короткого замыкания Iкз к номинальному току плавкой вставки Iн.вс.

Данное условие было взято, еще со старого ПУЭ образца 1986 г пункт 1.7.79 ( для невзрывоопасной среды: kкз = Iкз/Iн.вс (kкз >3), данный пункт в ПУЭ 7-издания был изменен, и теперь нужно учитывать время отключения в системе TN, согласно таблицы 1.7.1.

Для взрывоопасной среды, согласно ПУЭ 7-издание пункт 7.3.139, должно выполнятся условие кратности тока кз: kкз = Iкз/Iн.вс (kкз >4). Данный пункт остался без изменения, если сравнивать с ПУЭ 1986 г, что весьма странно, если учитывать что изменился пункт 1. 7.79.

Если Вам неизвестны значения пусковых токов двигателя, то в порядке исключений, можно выбрать номинальные токи плавких вставок для двигателей мощность до 100 кВт и частотой пусков не более 10-15 в час следующим образом [Л2. с. 15]:

После того как Вы выбрали предохранитель, нужно выполнить проверку селективности (избирательности) последовательно включенных между собой предохранителей с учетом защитных характеристик.

Это означает, что при коротком замыкании должна перегореть только та плавка вставка и того предохранителя, который находиться ближе всего к месту повреждения. Как показывает практика, для обеспечения селективности между двумя последовательно включенными предохранителями. Нужно чтобы предохранители между собой отличались на две ступени по шкале номинальных токов. При этом вставки, должны иметь одинаковые защитные характеристики, поэтому нужно выбирать предохранители одного типа.

Вот в принципе и все, что Вам нужно знать про выбор плавких предохранителей, если данной информации Вам не достаточно, рекомендую ознакомится с литературой, которую я использовал при написании данной статьи. В следующей статье, я приведу примеры выбора плавких предохранителей для различных электроприемников.

1. А.В. Беляев. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1988 г. Выпуск 617.
2. Е.Н. Зимин. Защита асинхронных двигателей до 500 В. 1967 г.
3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.

Источник

Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей

Поскольку пусковой ток электродвигателя в несколько раз превышает номинальный, во избежание поломки на механизм устанавливается предохранитель. Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей осуществляется с учетом отстройки от пускового тока. При этом максимальный номинальный ток плавкой вставки должен быть больше номинального тока самого предохранителя, а расчетный ток цепи превышать оба эти показателя. Плавкие вставки отстраиваются по времени таким образом, чтобы они не расплавились до момента полного завершения процесса пуска двигателя. Обычно расчет выполняется с условием, чтобы пусковой ток был меньше или равен половине тока, способного расплавить вставку.

Выбор предохранителей по типу пуска двигателей

По частоте и времени пуска асинхронные электродвигатели делятся на два типа:

Для расчета номинального тока вставки значение пускового тока двигателя делится на коэффициент условий пуска. Первое значение определяется с помощью измерений, по каталогу или паспорту. Второе значение равно 2,5 для механизмов с легким пуском и от 1,6 до 2 – для механизмов с тяжелым пуском.

Важно предварительно точно определить время пуска и сделать замеры напряжения на вводах механизма в момент пуска, поскольку возможно ложное перегорание вставки при номинальной работе агрегата вследствие ее окисления и нагрева (как результат – уменьшение сечения и ухудшение состояния контактов).

Сгорание вставки при пуске приводит к тому, что двигатель начинает работать на двух фазах и быстро ломается. Поэтому, если уровень чувствительности механизма к КЗ позволяет, нужно выбирать более грубые чем по результатам расчетов вставки. Для каждого двигателя необходим отдельный аппарат защиты. Установка общего аппарата для нескольких двигателей допускается при соблюдении следующих условий:

Предохранители для защиты магистралей

В магистрали, питающей несколько двигателей, защита должна обеспечивать как их самозапуск, так и пуск механизма с наибольшим показателем пускового тока. При расчете защиты необходимо определить:

Выбор предохранителей асинхронных электродвигателей в магистрали без самозапускающихся механизмов осуществляется с учетом соотношения максимального кратковременного тока линии и пускового тока двигателя/двигателей, включаемых одновременно.

Защиту агрегатов от перегрузки обеспечивают тепловые реле, которые встроены в автоматические выключатели или магнитные пускатели. Так как при возникновении КЗ контакты часто разрушаются, необходимо обеспечить условия, при которых предохранитель отключит двигатели до того, как контакты пускателя разомкнутся. Поэтому ток вставки предохранителя должен быть в 10-15 раз меньше, чем ток короткого замыкания – это позволяет отключать ток КЗ на время от 0,15 до 0, 2 секунд.

Источник

Плавкие предохранители

При возникновении эксплуатационных (технологических) перегрузок и аварийных режимов, являющихся следствием нарушений работы схемы, по электрическим цепям аварийного контура протекают токи, превосходящие номинальные значения, на которые рассчитано электрооборудование.

В результате воздействия аварийных токов и перегрева токопроводов нарушается электрическая изоляция, обгорают и плавятся контактные поверхности соединительных шин и электрических аппаратов. Электродинамические удары при переходных процессах вызывают повреждение шин, изоляторов и обмоток реакторов.

Для ограничения амплитуды аварийных токов и длительности их протекания применяются специальные устройства и системы защиты электрооборудования.

Примечание. Устройства защиты должны отключить аварийную цепь раньше, чем могут выйти из строя отдельные ее элементы.

При больших перегрузках или коротких замыканиях устройства защиты должны сразу отключить всю электроустановку или часть ее с максимальным быстродействием для обеспечения дальнейшей работоспособности или, если авария является следствием выхода из строя одного из элементов цепи, предотвратить выход из строя другого электрооборудования.

В случае небольших перегрузок, не опасных для оборудования в течение определенного времени, система защиты может воздействовать на предупреждающую сигнализацию для сведения обслуживающего персонала или на систему автоматического регулирования для снижения тока.

Виды защиты и требования к ней

Поскольку основным фактором, приводящим к выходу из строя электрооборудования, является тепловое действие аварийного тока, то по принципу построения защитные устройства делятся на токовые и тепловые.

Токовые защитные устройства контролируют значения или отношения значений протекающих через оборудование токов.

Независимо от параметров установки и типа применяемых защитных аппаратов и систем выделяют следующие общие требования к защите.

Быстродействие — обеспечение минимально возможного времени срабатывания защиты, не превышающего допустимого.

Селективность. Аварийное отключение должно производиться только в той цепи, где возникла причина аварии. А другие участки силовой цепи должны оставаться в работе.

Электродинамическая стойкость. Максимальный ток, ограниченный защитными устройствами, не должен превышать допустимого для данной электроустановки значения по электродинамической стойкости.

Уровень перенапряжений. Отключение аварийного тока не должно вызывать перенапряжений, опасных для полупроводниковых приборов. Надежность. Устройства защиты не должны выходить из строя при отключении аварийных токов. Они обеспечивают возможность быстрого

восстановления электрической цепи при устранении неисправности.

Помехоустойчивость. При появлении помех в сети и в цепях управления устройства защиты не должно ложно срабатывать.

Чувствительность. Защита должна срабатывать при всех повреждениях и токах, опасных для элеменов схемы, независимо от места и характера аварии.

Определение. Плавкие предохранители — это аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания.

Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство (это не обязательный атрибут, а вспомогательный, без него предохранитель все равно работать будет), гасящее дугу, возникающую после плавления вставки.

К предохранителям предъявляются следующие требования:

— времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта;

— время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимальным, особенно при защите полупроводниковых приборов;

— характеристики предохранителя должны быть стабильными;

— в связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность;

— замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна занимать много времени.

для защиты асинхронных электродвигателей

Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.

Отстройка плавких вставок от пусковых токов выполняется по времени: пуск электродвигателя должен полностью закончиться раньше, чем вставка расплавится под действием пускового тока.

Правило. Опытом эксплуатации установлено правило: для надежной работы вставок пусковой ток не должен превышать половины тока, который может расплавить вставку за время пуска.

Все электродвигатели разбиты на две группы: по времени; по частоте пуска.

Двигателями с легким пуском считаются двигатели вентиляторов, насосов, металлорежущих станков и т. п., пуск которых заканчивается за 3–5 с, пускаются эти двигатели редко, менее 15 раз в 1 ч.

К двигателям с тяжелым пуском относятся двигатели подъемных кранов, центрифуг, шаровых мельниц, пуск которых продолжается более 10 с, а также двигатели, которые пускаются очень часто — более 15 раз в 1 ч.

Выбор номинального тока плавкой вставки для отстройки от пускового тока производится по формуле:

где I_пд — пусковой ток двигателя; К — коэффициент, определяемый условиями пуска и равный для двигателей с легким пуском 2,5, а для двигателей с тяжелым пуском 1,6–2.

Примечание. Поскольку вставка при пуске двигателя нагревается и окисляется, уменьшается сечение вставки, ухудшается состояние контактов, она со временем может перегореть и при нормальной работе двигателя.

Вставка, выбранная в соответствии с приведенной выше формулой, может сгореть также при затянувшемся по сравнению с расчетным временем пуске или самозапуске двигателя. Поэтому во всех случаях целесообразно измерить напряжение на вводах двигателя в момент пуска и определить время пуска.

Сгорание вставок при пуске может повлечь работу двигателя на двух фазах и его повреждение.

Примечание. Каждый двигатель должен защищаться своим отдельным аппаратом защиты. Общий аппарат допускается для защиты нескольких маломощных двигателей только в том случае, если будет обеспечена термическая устойчивость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузки, установленных в цепи питания каждого двигателя.

Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколько асинхронных электродвигателей

Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током, и самозапуск двигателей. Если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

При расчете уровня защиты необходимо точно определить, какие двигатели:

— отключаются при понижении или полном исчезновении напряжения;

— повторно включаются при появлении напряжения.

Для уменьшения нарушений технологического процесса применяют специальные схемы включения удерживающего электромагнита пускателя, обеспечивающего немедленное включение в сеть двигателя при восстановлении напряжения. Поэтому в общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питается несколько самозапускающихся двигателей, выбирается по формуле:

где ∑I_пд — сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей.

Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихся электродвигателей

Плавкие вставки предохранителей выбираются по следующему соотношению:

где I_кр = I_пуск + I_длит — максимальный кратковременный ток линии; I_пуск — пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения; I_длит — длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы электродвигателей) — это суммарный ток, который потребляется всеми элементами, подключенными через плавкий предохранитель, определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).

Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки

Поскольку пусковой ток в 5–7 раз превышает номинальный ток двигателя, плавкая вставка, выбранная по выражению I_вс ≥ I_пд/К будет иметь номинальный ток в 2–3 раза больше номинального тока двигателя. Выдерживая этот ток неограниченное время, она не может защитить двигатель от перегрузки.

Для защиты двигателей от перегрузки обычно применяют тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели или в автоматические выключатели.

Примечание. Если для защиты двигателя от перегрузки и управления им применяется магнитный пускатель, то при выборе плавких вставок приходится учитывать также возможность повреждения контактов пускателя.

Дело в том, что при коротких замыканиях в двигателе снижается напряжение на удерживающем электромагните пускателя. Он разрывает ток короткого замыкания своими контактами, которые, как правило, разрушаются. Для предотвращения короткого замыкания двигатели должны отключаться предохранителем раньше, чем разомкнутся контакты пускателя.

Это условие обеспечивается, если время отключения тока короткого замыкания предохранителем не превышает 0,15–0,2 с. Для этого ток короткого замыкания должен быть в 10–15 раз больше номинального тока вставки предохранителя, защищающего электродвигатель.

Обеспечение селективности срабатывания плавких предохранителей

Избирательность (селективность) защиты плавкими предохранителями обеспечивается подбором плавких вставок таким образом, чтобы при возникновении короткого замыкания, например, на ответвлении к электроприемнику, срабатывал ближайший плавкий предохранитель, защищающий этот электроприемник, но не срабатывал предохранитель, защищающий головной участок сети.

Выбор плавких предохранителей по условию селективности следует производить, пользуясь типовыми время-токовыми характеристиками t=f(I) предохранителей с учетом возможного разброса реальных характеристик по данным завода-изготовителя.

При защите сетей предохранителями типов ПН, НПН и НПР с типовыми характеристиками (рис. 20 и рис. 21) селективность действия защиты будет выполняться, если между номинальным током плавкой вставки, защищающей головной участок сети I_г, и номинальным током плавкой вставки на ответвлении к потребителю I_o выдерживаются определенные соотношения.

Например, при небольших токах перегрузки плавкой вставки (около 180–250 %) селективность будет выдерживаться, если I_г больше I_o хотя бы на одну ступень стандартной шкалы номинальных токов плавких вставок.

Рис. 20. Защитные (времятоковые) характеристики плавких предохранителей типа ПН-2

Рис. 21. Защитные (времятоковые) характеристики плавких предохранителей типа НПР и НПН

При коротком замыкании селективность защиты предохранителями типа НПН будет обеспечиваться, если будут выдерживаться следующие соотношения:

где I_к — ток короткого замыкания ответвления, А; I_г — номинальный ток плавкой вставки плавкого предохранителя головного участка сети, А; I_о — номинальный ток плавкой вставки на ответвлении, А.

Соотношения между номинальными токами плавких вставок I_г и I_о для предохранителей типа ПН2, обеспечивающие надежную селективность, приведены в табл. 2.

Таблица 2 Номинальные токи последовательно включенных плавких вставок предохранителей ПН2, обеспечивающих надежную селективность

Номинальный ток меньшей плавкой вставки Iо, а

Номинальный ток большей плавкой вставки Iг, а, при отношении Iк/Io

Источник

Видео

Как подобрать предохранитель нужного номинала. Как бысто найти нужный предохранитель.

Как правильно рассчитать ток предохранителя под Вашу цепь?

Тепловое реле для двигателя, как выбрать, как проверить,типы и виды, настройка,все о реле

Как подобрать частотник для электродвигателя? Частотный преобразователь!

Автомобильные предохранители. Выбор качественных, проверка на целостность, расчет номинала.

Как подобрать предохранитель под капот? Bass Magaz

как рассчитать сечение провода и какой предохранитель ставить на доп оборудование . простыми словами

Как выбрать автомат. Ошибки при выборе автоматических выключателей.

Предохранители — Радиоэлементы #4

Предохранители в любительской практике.Какие есть виды.Как проверить

разновидности, принцип действия и ремонт

Каждый предохранитель выполняет функцию защиты электрических цепей и оборудования от перегревания при прохождении тока с показателями, значительно превышающими номинальные. Для того, чтобы правильно обеспечить надежную защиту необходимо заранее делать расчет плавких предохранителей. Данные элементы рассчитаны на эксплуатацию в самых различных условиях, поэтому требуется их индивидуальный подбор для каждого конкретного случая.

Группы предохранителей

Одним из средств защиты бытовой техники и оборудования, а также кабелей и проводов служат плавкие вставки или предохранители. Они обеспечивают надежную защиту от скачков напряжения в сети и . Существуют различные конструкции и типы этих устройств, рассчитанные на любые токи.

До недавнего времени плавкие предохранители вставлялись в пробки и являлись единственной защитой квартиры или частного дома. В современных условиях их сменили более надежные защитные устройства многоразового использования — автоматические выключатели. Тем не менее, предохранители не потеряли своей актуальности и в настоящее время. Они устанавливаются в различные приборы и в автомобили, защищая приборы и электрооборудование от любых негативных последствий.

Предохранители делятся на следующие основные группы:

• Общего назначения
• Быстродействующие
• Защищающие полупроводниковые приборы
• Для защиты трансформаторов
• Низковольтные

Для того, чтобы произвести правильные расчеты, и определить, какие нужны плавкие вставки, рекомендуется учитывать все основные параметры, от которых зависит характеристика предохранителя.

Основным показателем является , значение которого связано с геометрическими и теплофизическими параметрами. При этом, учитывается потеря мощности и превышение на выводах температурного режима. Общая величина тока для предохранителя зависит от номинального тока плавкой вставки. Величина номинального тока для основания определяется таким же показателем плавкой вставки, установленной в предохранителе.

Принцип действия плавких предохранителей

Принцип действия одноразовых защитных устройств очень простой. Внутри каждого из них находится калиброванная проволока, соединяющая контакты. Если значение тока не превышает предельно допустимых норм, происходит ее нагрев примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает установленный номинал, нагрев проволоки существенно увеличивается. При определенной температуре она начинает плавиться, в результате чего происходит разрыв электрической цепи. Перегорание проводка происходит практически мгновенно. Из-за этого предохранители и получили свое название — плавкая вставка.

В разных конструкциях плавкой вставки предохранителя подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации плавкие предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило их не ремонтируют, однако многие домашние мастера вполне успешно проводят их реставрацию.

Поскольку перегорает лишь сама проволока, а корпус остается целым, необходимо заменить ее и устройство продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому прибору, но и во многом превосходят его, поскольку качество ручной сборки всегда выше заводской. Основным условием является правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.

Общие правила расчета

Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.

Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах — напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.

Кроме того, в обязательном порядке учитывается ток плавления, от которого зависит , установленной внутри. Когда выполняется расчет плавкой вставки предохранителя, для каждого металла этот показатель имеет собственное значение и выбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должен обеспечить требуемые защитные характеристики. Длина вставки не может быть слишком большой, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.

Расчетная мощность нагрузки обычно указывается в маркировке изделия. В соответствии с этим параметром выполняется расчет номинального тока предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, в которой Inom является номинальным током защиты, Pmax — максимальная мощность нагрузки, а U — напряжение питающей сети.

Онлайн расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей

Все расчеты можно выполнить гораздо быстрее, воспользовавшись онлайн-калькулятором. В соответствующие окна вводятся данные о материале вставки и токе, после чего в окне результата появятся данные о диаметре проволоки.

Опубліковано 13.12.2013

Плавкие вставки для предохранителей всегда перегорают в неподходящий момент. И что мы делаем? Конечно! Делаем из него “жука”. Если это сделать неправильно, можно навлечь на себя беду. Для того, чтобы правильно и безопасно восстановить плавкую вставку нужно всего лишь выбрать правильный диаметр используемой проволоки. Ниже приведен расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей по таблице.

Ток плавле- ния, А	Диаметр, мм
	Медь	Алюминий	Никелин	Железо	Олово	Свинец
0,5	0,03	0,04	0,05	0,06	0,11	0. 13
1	0,05	0,07	0,08	0,12	0,18	0,21
2	0,09	0,1	0,13	0,19	0,29	0,33
3	0,11	0,14	0,18	0,25	0,38	0,43
4	0,14	0,17	0,22	0,3	0,46	0,52
5	0,16	0,19	0,25	0,35	0,53	0,6
6	0,18	0,22	0,28	0,4	0,6	0,68
7	0,2	0,25	0,32	0,45	0,66	0,75
8	0,22	0,27	0,34	0,48	0,73	0,82
9	0,24	0,29	0,37	0,52	0,79	0,89
10	0,25	0,31	0,39	0,55	0,85	0,95
15	0,32	0,4	0,52	0,72	1,12	1,25
20	0,39	0,48	0,62	0,87	1,35	1,52
25	0,46	0,56	0,73	1	1,56	1,75
30	0,52	0,64	0,81	1,15	1,77	1,98
35	0,58	0,7	0,91	1,26	1,95	2,2
40	0,63	0,77	0,99	1,38	2,14	2,44
45	0,68	0,83	1,08	1,5	2,3	2,65
50	0,73	0,89	1,15	1,6	2,45	2,78
60	0,82	1	1,3	1,8	2,80	3,15
70	0,91	1,1	1,43	2	3,1	3,5
80	1	1,22	1,57	2,2	3,4	3,8
90	1,08	1,32	1,69	2,38	3,64	4,1
100	1,15	1,42	1,82	2,55	3,9	4,4
120	1,31	1,6	2,05	2,85	4,45	5
140	1,45	1,78	2,28	3,18	4,92	5,5
160	1,59	1,94	2,48	3,46	5,38	6
180	1,72	2,10	2,69	3,75	5,82	6,5
200	1,84	2,25	2,89	4,05	6,2	7
225	1,99	2,45	3,15	4,4	6,75	7,6
250	2,14	2,6	3,35	4,7	7,25	8,1
275	2,2	2,8	3,55	5	7,7	8,7
300	2,4	2,95	3,78	5,3	8,2	9,2

Диаметр плавкой вставки предохранителя выбирают в зависимости от тока плавления. За ток плавления обычно принимают значение тока в два раза превышающий номинальный ток. Т.е. если Ваше устройство потребляет ток 1А, ток плавления принимаем 2А. И согласно нему выбираем диаметр проволоки. В данном случае медь 0,09мм или алюминий 0,1мм.

Плавкая вставка не перегорает мгновенно, для этого требуется некоторое время, пусть даже очень малое. Поэтому, кратковременные перегрузки (например, пусковые токи) не вызывают разрушения плавкой вставки.

Плавкая вставка, даже небольшого диаметра, толщиной всего 0,2мм, при перегорании может разлетаться на мелкие части. Часть металла испаряется, часть разбрызгивается расплавленными каплями. Разлетающиеся части плавкой вставки имеют температуру близкую к температуре плавления материала, из которого они сделаны и могут нанести вред оборудованию или находящимся рядом людям. Поэтому, плавкая вставка обязательно должна быть в корпусе, который сможет противостоять воздействиям при разрушении плавкой вставки. В зависимости от номинала плавких вставок, корпуса изготавливают из пластмассы, стекла, керамики.

Расчёт проводников для плавких предохранителей

Ток плавления проводника для применения в плавкой вставке (предохранителе) можно рассчитать по формулам:

где:
d – диаметр проводника, мм;
k

где:
m – коэффициент, зависящий от материала проводника согласно таблице.

Формула (1) применяется для малых токов (тонкие проводники d=(0,02 – 0,2) мм), а формула (2) для больших токов (толстые проводники).
Таблица коэффициентов.

Диаметр проводника для использования в плавком предохранителе рассчитывается по формулам:
Для малых токов (тонкие проводники диаметром от 0,02 до 0,2 мм):

Для больших токов (толстые проводники):

Количество теплоты выделяемое на плавкой вставке рассчитывается по формуле:

где:
I – ток, текущий через проводник;
R – сопротивление проводника;
t – время нахождения плавкой вставки под током I .

Сопротивление плавкой вставки рассчитывается по формуле:

где:
p – удельное сопротивление материала проводника ;
l – длина проводника;
s – площадь сечения проводника.

Для упрощения расчетов сопротивление принимается постоянным. Рост сопротивления плавкой вставки вследствие повышения температуры не учитываем.

Зная количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки, можно рассчитать время расплавления по формуле:

где:
W – количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки;
I – ток плавления;
R – сопротивление плавкой вставки.

В электронном устройстве вышел из строя плавкий предохранитель . Понятно, что нужно разобраться в причинах перегорания предохранителя и устранить их. Допустим, Вы это сделали, нужно включать устройство для проверки, а целого предохранителя нет.

Материал статьи в сокращенной форме продублирован на видео:

Плавкий предохранитель можно заменить кусочком провода, диаметр которого зависит от величины допустимого тока. Поэтому без особого риска можно заменить перегоревший предохранитель медным проводом, вставленным и запаянным в старый корпус предохранителя.

Для определения диаметра медного провода используют формулу:

D (мм) = 0,034 × I пл (А) + 0,005

Где: D – диаметр провода, в мм.

I пл

Эту формулу применяют, если рассчитанное значение диаметра не превышает 0,2 мм.

Проверить полученный результат можно по другой формуле:

I (A ) = 80√ D 3

Где: D – диаметр провода, в мм.

I пл – ток плавления провода, в А.

Есть таблицы, в которых приводятся уже рассчитанные значения диаметра провода для плавкого предохранителя в зависимости от тока:

Ток, А	Диаметр провода в мм
	Медь	Алюминий	Сталь	Олово
1	0,039	0,066	0,132	0,183
2	0,069	0,104	0,189	0,285
3	0,107	0,137	0,245	0,380
5	0,18	0,193	0,346	0,53
7	0,203	0,250	0,45	0,66
10	0,250	0,305	0,55	0,85
15	0,32	0,40	0,72	1,02
20	0,39	0,485	0,87	1,33
25	0,46	0,56	1,0	1,56
30	0,52	0,64	1,15	1,77

Понятно, что все эти расчеты и таблицы не дают абсолютно верную величину тока перегорания изготовленного плавкого предохранителя, но 5-10% точность обеспечивают. Этого вполне достаточно, чтобы самодельный предохранитель заменил перегоревший заводской. И уж наверняка это лучше, чем просто ставить вместо перегоревшего предохранителя первую попавшуюся под руки проволоку или скрепку.

Как это выполнить практически.

Для начала подбираем нужный диаметр провода. В данном конкретном случае нам нужен плавкий предохранитель на 4 А. По таблице есть 5А. Значит, у нас должен быть диаметр немного меньше.

Этот провод диаметром 0,155мм вполне подойдет.

Готовим предохранитель к установке провода. Для этого по очереди нагреваем паяльником контакты предохранителя и прочищаем отверстия, например заточенной спичкой.

Затем продеваем в полученные отверстия провод.

И запаиваем с двух сторон.

Обрезаем лишний провод.

Все, плавкий предохранитель готов, его можно вставлять в гнездо и использовать.

Очевидно, возникает вопрос, что делать, если нет микрометра, предназначенного для измерения диаметра провода. С меньшей точностью можно измерить диаметр провода штангенциркулем.

А если и его нет, то обычной линейкой.

Для этого нужно намотать провод виток к витку на любой стержень. Длина намотки 10-20 мм. Чем больше намотаете, тем точнее определите диаметр провода. Затем нужно длину намотки в «мм» разделить на количество витков и получите диаметр в «мм».

Например, 26 витков, длина намотки 20 мм. Диаметр провода 20: 26 = 0,77 мм.

Проверяем этот же провод микрометром:

На микрометре мы видим показания 0,5 + 0,255 = 0,755мм. Если округлить, то получим 0,76 мм. Как видим, точность измерения диаметра провода с помощью линейки и намотки на стержень довольно высокая, около 2%. Главное плотно, виток к витку, мотать провод.

Если нет возможности запаять провод в корпус предохранителя, то можно просто обмотать каждый контакт перегоревшего предохранителя и вставить в гнездо. Контакты гнезда должны надежно зажимать намотанный провод. Важно, чтобы края намотанного провода не торчали, иначе есть риск замыкания с соседними элементами.

И в заключение, главные выводы по данной теме:

1. Перед началом работ по замене предохранителя обязательно выньте вилку устройства из розетки.
2. Не меняйте перегоревший предохранитель до тех пор, пока не выясните причину выхода его из строя и не устраните ее.
3. Не вставляете вместо перегоревшего предохранителя первые попавшие под руку металлические предметы. Это может привести к серьезным повреждениям устройств, защищенных предохранителем и даже к большим потерям.

классов предохранителей. Как правильно выбрать?

Одним из наиболее важных аспектов электропроводки фотогальванических систем являются плавкие предохранители. Предохранители обеспечивают встроенную защиту от перегрузок по току, которые в противном случае могут повредить ваше ценное фотоэлектрическое оборудование. Кроме того, использование неправильного предохранителя может быть чрезвычайно опасным!

При выборе предохранителя наиболее распространенным методом расчета является умножение продолжительного тока нагрузки/питания ответвления на 1,25 и использование ближайшего предохранителя с номиналом, превышающим полученный результат. Однако есть исключения из этого метода расчета.

 

Мы заметили, что очень распространенной ошибкой является использование предохранителя, рассчитанного на 600 В переменного тока, в разъединителе постоянного тока, рассчитанном на 600 В постоянного тока. На первый взгляд сечение кабеля и номинальный ток могут показаться правильными, однако в некоторых случаях номинальное напряжение (небольшое описание на предохранителе) даже важнее, чем номинальный ток. Предохранители с номиналом переменного тока НЕ ​​ДОЛЖНЫ использоваться в цепях постоянного напряжения, если производитель предохранителей не предоставил номинальные значения постоянного тока.

Характеристики и сертификация предохранителей обычно указаны на этикетке предохранителя. UL и CSA являются наиболее распространенными сертификатами предохранителей, используемыми в Северной Америке. На этикетке предохранителя может быть указана информация о применяемом напряжении переменного или постоянного тока, максимальном номинальном токе и другая информация, такая как «номинальное значение отключения», «ограничение тока», «временная задержка» и «быстродействующий». Определения этих спецификаций поясняются ниже.

Пожалуйста, обратитесь к статье 240 «Защита от перегрузки по току» кода NEC при выборе предохранителей для вашего применения.

• Номинал отключения:   Номинал отключения — это ток, который предохранитель, автоматический выключатель или другое электрическое устройство может отключить без разрушения или возникновения электрической дуги недопустимой продолжительности.
• Ограничение тока:   Токоограничивающее устройство — это такое устройство, которое снижает пиковый проходящий ток до значения, существенно меньшего, чем потенциальный пиковый ток, который возник бы, если бы токоограничивающее устройство не использовалось.
• С выдержкой времени:   Предохранитель, в котором действие перегорания зависит от времени, необходимого для накопления тепла сверхтока в предохранителе и расплавления плавкого элемента.
• Быстродействующий:   Предохранитель, который очень быстро срабатывает при перегрузке и коротком замыкании. Быстродействующий предохранитель не рассчитан на токи временной перегрузки, связанные с некоторыми электрическими нагрузками.

Предохранители серии Предохранители

Тип предохранителя	Макс. Текущий рейтинг	Номинальное напряжение переменного тока	Классификация	Общего назначения	Примечания UL
Класс L	601-6000А	600 В переменного тока постоянного тока Дополнительно	-Невозобновляемый, -Токоограничивающий, -Винтовой -С выдержкой времени	Сервисные выключатели, Сеть распределительного щита и фидеры, Контактные выключатели с болтовым соединением, Сеть центра управления двигателем, Цепи ответвления большого двигателя, Серийная защита для автоматических выключателей в литом корпусе, щитов и центров нагрузки, включенная в список UL, Первичная и вторичная защита трансформаторов, Защита питания автоматические выключатели	УЛ 248-10
Класс РК1	600А	250/600 В переменного тока, постоянного тока Дополнительно	-Невозобновляемый -Ограничение тока -Задержка времени	Все цепи общего назначения, двигатели, трансформаторы, соленоиды, флуоресцентное освещение, все компоненты системы с высокими пусковыми токами	УЛ 248-12
Класс РК5	600А			Цепи постоянного тока, Все цепи общего назначения, Двигатели, Трансформаторы, Соленоиды, Флуоресцентное освещение, Все компоненты системы с высокими пусковыми токами
Класс С	1200А	600 В переменного тока, постоянного тока Дополнительно	— Невозобновляемый — С выдержкой времени		УЛ 248-2
Класс CC (маленький)	30А	600 В переменного тока, DC Дополнительно	— Невозобновляемый — Токоограничивающий — Быстродействующий	CCMR специально разработаны, чтобы выдерживать длительные пусковые токи небольших двигателей. Обеспечивают защиту от короткого замыкания ответвленных цепей двигателей. Используются с контроллерами и контакторами двигателей, отвечающими требованиям IEC и NEMA. Цепи общего назначения до 60 А.	УЛ 248-4
Класс Т	1200А	300/600 В переменного тока, постоянного тока Дополнительно	— Невозобновляемый — Токоограничивающий — Быстродействующий	класса T можно использовать в приложениях, требующих быстродействующей защиты, например, в оборудовании, содержащем приводы с регулируемой скоростью, выпрямители и другие компоненты, чувствительные к скачкам напряжения. Главные выключатели, содержащие плавкие предохранители класса Т, могут использоваться для обеспечения защиты отдельных электрических сетей и стоек счетчиков. Центры нагрузки автоматических выключателей в литом корпусе и щиты также будут иметь повышенные номинальные параметры отключения при «последовательном номинале» с предохранителями класса T.	УЛ 248-15
Класс G	21А / 60А	480/600 В переменного тока, постоянного тока Дополнительно	-Невозобновляемый -Ограничение тока -Задержка времени		УЛ 248-5
Класс H (возобновляемый)	600А	250/600 В переменного тока, постоянного тока Дополнительно	— Невозобновляемый — Токоограничивающий — Быстродействующий	Цепи с относительно низкими уровнями доступного тока короткого замыкания, промышленные и коммерческие применения с частыми отключениями, где желательны плавкие предохранители возобновляемого типа	УЛ 248-7
Класс H (невозобновляемые)			— Невозобновляемый — Ограничение тока — Задержка времени		УЛ 248-6
Класс J	600А	600 В переменного тока, постоянного тока Дополнительно	— Невозобновляемый — Токоограничивающий — Быстродействующий	Комбинированные контроллеры двигателей с плавкими предохранителями для обеспечения защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ответвленной цепи двигателя IEC Type 2 («No Damage»), центров управления двигателем, защиты трансформатора, защиты для панелей автоматических выключателей в литом корпусе, перечисленных в списке UL, цепей общего назначения — сети, фидеры и ответвления — особенно при ограниченном пространстве	УЛ 248-8
Класс К	600А	250/600 В переменного тока, постоянного тока Дополнительно	— Невозобновляемый — Токоограничивающий — Быстродействующий		УЛ 249-9

 

Источники:

• NFPA. org NEC Приложение A
• Электропитание Эллиотта
• Ferraz Shawmut Лист технических данных
• Руководство по выбору предохранителей Omega
• Littelfuse с токоограничивающими предохранителями
• Услуги по предохранителям и держателям предохранителей

Опубликовано

11 лет 4 месяца назад

Тема поддержки

Продукты

BOS

Установка

Электропроводка и схемы

Ключевые слова поддержки

Электропроводка

Советы по установке

Предохранитель

Техническая поддержка

Номинальный ток короткого замыкания (SCCR) и выбор предохранителя

Защита частотно-регулируемых приводов от тока короткого замыкания имеет важное значение при проектировании электрического щита. Но что такое номинальный ток короткого замыкания (SCCR) электрических компонентов? В частности, как рассчитывается SCCR?

 

В этом посте будет подробно описана процедура определения SCCR системы с акцентом на различия между системами с прямым и разделительным питанием от трансформатора.

Что такое SCCR устройства и/или системы?

Номинальный ток короткого замыкания — это максимальное среднеквадратичное значение тока, которое электрический компонент может выдержать при использовании устройства защиты от перегрузки по току, такого как предохранитель, или в течение заданного периода времени в указанное время. Напряжение. Рейтинг SCCR применяется как для отдельных электрических компонентов, так и для целых электрических сборок или систем.

 

На рис. 1 ниже показана кривая переменного тока после возникновения ситуации тока короткого замыкания.

Рисунок 1: Характер кривой переменного тока после короткого замыкания (Источник: Littelfuse, 2007 г.) , I ² t (Ампер в квадрате в секунду), рейтинги.

Пиковое значение I представляет собой пиковое значение тока, которое предохранитель пропускает до сброса. я ² Значение t — это количество тепловой энергии, необходимое для плавления плавкого элемента.

На Рисунке 2 ниже показаны опубликованные Underwriters Laboratories (UL) максимально допустимые значения пикового I _{и I ² t для предохранителей при уровнях тока короткого замыкания 100 кА и 200 кА.}

Рисунок 2: Максимально допустимые значения Ipeak и I2t согласно UL для различных типов предохранителей (Источник: Littelfuse 2010) Определение доступного тока короткого замыкания позволяет правильно выбрать предохранитель во всей системе. Знание того, какой ток пропустит предохранитель в случае аварийного тока, помогает инженерам проектировать безопасные электрические панели и в то же время защищает подключенное оборудование от возгорания.

Основная роль предохранителя заключается в предотвращении возгорания оборудования, а не в защите самого оборудования от повреждений. Доступный ток короткого замыкания в данной точке электрической системы можно определить, проверив компоненты, расположенные вверх по течению от точки электропитания.

Требования к прямому питанию

Рейтинг SCCR системы управления двигателем определяется путем изучения максимальных номиналов отдельных устройств, подключенных к отдельным ответвленным цепям. Устройство с наименьшим рейтингом становится ограничивающим фактором.

На рис. 3 ниже показан пример схемы ответвленной цепи, питаемой трехфазным источником питания 460 В.

Рис. 3: Пример Схема трехфазной ответвленной цепи

SCCR ответвления 1 составляет 10 кА из-за значения SCCR автоматического выключателя в литом корпусе (MCCB). Принимая во внимание, что SCCR ветви 2 составляет 15 кА из-за MCCB. Следовательно, Ветвь 1 является ограничивающим фактором. Эта система управления двигателем может питаться от цепи с максимальной мощностью 10 кА.

Цепь питания состоит из плавкого выключателя номиналом 200 кА, который внутри соединен с распределительным блоком номиналом всего 10 кА. Поэтому распределительный блок ограничивает комбинацию до 10 кА для фидера.

Однако предохранители, расположенные в плавком выключателе, можно выбрать таким образом, чтобы они ограничивали доступный пиковый ток. Для комбинированного FLA системы требуется предохранитель на 60 А. Например, выбор предохранителя RK5 на 60 ампер ограничит пиковый сквозной ток до 21 кА при подключении к системе, рассчитанной на 100 кА, как показано на рис. 2. обработки.

Лучшим выбором будет предохранитель класса J с пиковым пропускаемым током всего 10 кА. При использовании предохранителя класса J на ​​60 А доступный пиковый ток на стороне нагрузки предохранителя составляет всего 10 кА, что соответствует ограничению 10 кА распределительного блока и автоматического выключателя в ответвлении 1. В результате вся система может быть подключена к источник питания с номинальным током 100 кА.

Важно отметить, что производители предохранителей часто публикуют более низкие пиковые значения пропускания для своих предохранителей, чем те, которые указаны в таблице UL на рис. 2. Однако при проектировании распределительной системы следует использовать значения UL, а не значения, определенные производителем, поскольку они считаются наихудшим случаем.

Системы управления двигателями переменного тока, питаемые от изолирующего трансформатора, тип и размер предохранителя определяются доступным током короткого замыкания изолирующего трансформатора. Чтобы выбрать правильный предохранитель, сначала необходимо определить доступный ток короткого замыкания трансформатора.

Фидеры с изолирующими трансформаторами

Максимально допустимый номинал предохранителя определяется UL и, кроме того, Национальным электротехническим кодексом, NEC. В соответствии с Национальным электротехническим кодексом (NFPA-70 или CSA 22.1), статьей 450-3(B) NFPA-70 (аналогичные заявления можно найти в CSA 22.1), максимальный размер предохранителя указан в таблице 450.3(B) с номиналом не более 125 % от номинального вторичного тока.

В случае нескольких вторичных цепей это номинальное значение обмотки, от которой питается блок. Предохранитель трансформатора заменяет номинал предохранителя блока управления двигателем переменного тока; потому что значение, требуемое для трансформатора, часто ниже, чем максимальное значение, с которым тестировалось управление двигателем переменного тока.

Чтобы обеспечить правильный выбор предохранителя, необходимо выполнить еще один шаг. Разделительный трансформатор ограничивает доступный ток короткого замыкания системы. При ограниченном доступном токе короткого замыкания пикового тока может быть недостаточно для отключения предохранителя в случае неисправности.

Для адекватной защиты предохранитель должен срабатывать мгновенно, при этом верхний предел времени срабатывания должен находиться в пределах первого полупериода волны переменного тока (т. е. примерно 10 мс). Следовательно, необходимо определить величину тока короткого замыкания, имеющегося на вторичной обмотке изолирующего трансформатора.

Пример выбора размера

Рассмотрим следующий пример правильного выбора размера предохранителя. В приложении 460 В используется изолирующий трансформатор мощностью 34 кВА, фильтр подавления гармоник KEB, блок рекуперации KEB R6 и привод лифта KEB F5.

Поскольку доступный ток короткого замыкания изолирующего трансформатора неизвестен, его необходимо рассчитать. Для расчета вторичного номинального тока трансформатора, а также совокупного доступного тока короткого замыкания можно использовать следующие уравнения…

1a – Пример расчета вторичного тока

Вторичный ток можно рассчитать, используя номинальную мощность 34 кВА изолирующего трансформатора, питаемого от сети 460 В. Уравнение (1a) становится следующим…

1b – Пример расчета вторичного тока

Номинал предохранителя не должен превышать 125 % от вторичного номинального тока. Из уравнения (2) ниже, 125% вторичного номинального тока составляет 53,3 ампера.

2 – Пример расчета вторичного тока

Далее необходимо определить доступный ток короткого замыкания на трансформаторе. Это можно рассчитать, определив совокупный доступный ток короткого замыкания.

Коллективный ток короткого замыкания

Для защиты от токов короткого замыкания, ограниченных изолирующим трансформатором, необходимо оценить требуемый ток, который предохранитель должен мгновенно отключить. Для этого необходимо определить совокупный доступный ток короткого замыкания сетевого и разделительного трансформаторов.

В приведенной ниже таблице 2 представлены сводные расчеты тока короткого замыкания, за которыми следуют подробные расчеты для определения доступного тока короткого замыкания изолирующего трансформатора.

Для расчета доступного тока короткого замыкания сети и трансформатора можно использовать следующие уравнения.

3a – пример расчета вторичного тока (3a) принимает следующий вид…

3b – Пример расчета вторичного тока

Далее, ток трансформатора можно рассчитать по следующему уравнению…

4a – Пример расчета вторичного тока

Предполагая, что трансформатор имеет номинальную мощность 34 кВА Уравнение. (4а) становится следующим…

4b – Пример расчета вторичного тока

Далее, доступный ток короткого замыкания трансформатора можно рассчитать по следующему уравнению…

5a – Пример расчета вторичного тока

Предположим, трансформатор имеет номинальное сопротивление 5% и ток 43 Ом. Уравнение (5a) принимает следующий вид…

5b – Пример расчета вторичного тока

Теперь, когда рассчитан доступный ток короткого замыкания трансформатора, необходимо выбрать соответствующий предохранитель. Чтобы выбрать правильный размер предохранителя, сверьтесь с кривыми перегорания предохранителей, опубликованными производителем.

Кривые срабатывания предохранителей

Производители предохранителей обычно публикуют результаты самопроверки характеристик своих предохранителей, чтобы помочь клиентам выбрать правильный размер. Эти рабочие характеристики обычно различаются у разных производителей, поэтому перед выбором предохранителя обязательно ознакомьтесь с данными производителя.

Для этого применения должны использоваться предохранители класса J. На рисунке 4 ниже показаны рабочие характеристики предохранителей Mersen Time Delay Class J (Mersen Electric Power, 2002).

Рис. 4: Время плавления предохранителя класса J с выдержкой времени – кривая тока (Источник: Mersen Electrical Power, 2002 г.) На Рис. 5 ниже показаны рабочие характеристики высокоскоростных предохранителей Mersen класса J (Mersen Electric Power, 2003 г.).

Рисунок 5: Время плавления высокоскоростного предохранителя класса J – кривая тока (Источник: Mersen Electrical Power, 2003) Чисто. Для сравнения, как показано на рис. 5, быстродействующие предохранители класса J, рассчитанные на 50 и 60 А, требуют 400 и 500 А соответственно в течение 10 мс для отключения.

Предохранители с задержкой срабатывания класса J не обеспечивают адекватной защиты от короткого замыкания, поскольку доступный ток короткого замыкания может быть недостаточно высоким для срабатывания предохранителя в течение полупериода, и поэтому их не следует использовать в данном приложении. Высокоскоростные предохранители класса J являются гораздо более безопасным вариантом, поскольку обеспечивают требуемый ток отключения до 1 мс. Согласно рис. 5, предохранителям на 50 и 60 А требуется 675 А и 850 А соответственно для 1 мс для отключения.

Напомним, что допустимый ток короткого замыкания от разделительного трансформатора составляет 860 А. Быстродействующий предохранитель класса J на ​​60 А незначительно близок (850 А) к доступному току короткого замыкания от изолирующего трансформатора (860 А). Учитывая эту информацию, высокоскоростной предохранитель класса J на ​​50 А является наилучшим выбором для обеспечения адекватной защиты от короткого замыкания.

Для лучшей защиты электрических компонентов компания KEB рекомендует использовать предохранители Mersen High Speed ​​Class J. Эти предохранители могут заменить стандартные предохранители класса J; однако они работают как полупроводниковый предохранитель.

 

Если вы хотите узнать больше о решениях KEB для управления и автоматизации, вы можете связаться с нами через страницу «Свяжитесь с нами» или заполните форму ниже.

 

Источники

Рисунок 1: Littelfuse. (2010). Поведение кривой переменного тока после короткого замыкания. [Цифровое изображение] Проверено 17 сентября 2017 г.

Рисунок 2: Литтельфуза. (2010). Максимально допустимые значения UL I _пик и I ² t для нескольких типов предохранителей. [Цифровое изображение] Проверено 17 сентября 2017 г.

Рисунок 4: Mersen Electric Power. (2002). Время плавления высокоскоростного предохранителя класса J – кривая тока. [Цифровое изображение] Получено 17 сентября 2017 г.

Рисунок 5: Mersen Electric Power. (2003). Время плавления высокоскоростного предохранителя класса J – кривая тока. [Цифровое изображение] Получено 17 сентября 2017 г.

Как выбрать предохранители для электромобилей

17 января 2022 г. 15 января 2022 г. by Eymen

Процедура выбора предохранителя очень похожа на выбор контактора, а дополнительные параметры помогают выбрать предохранители EV. В технических описаниях предохранителей указаны характеристики отключения по току и времени. Некоторые производители предохранителей также предоставляют тепловые и механические характеристики.

Тепловые и механические характеристики

Предохранители представляют собой простые шины с плавкими элементами внутри. Поэтому первым шагом всегда является определение механических и тепловых границ предохранителя. Это связано с тем, что механическая перегрузка может привести к образованию микротрещин на плавких элементах. Таким образом, это может привести к преждевременному отключению. Также тепловые условия напрямую влияют на характеристики взрывателя. Кривые плавления плавких предохранителей изменяются в зависимости от температуры окружающей среды.

Технические характеристики системы

Поскольку мы используем предохранители и контакторы вместе, давайте возьмем тот же профиль управления, что и при выборе контактора.

• 500 А для 10 с,

• 350 А для 100 с,

• 200 А для непрерывной работы.

Может ли значение тока непрерывной работы определять номинал предохранителя? Давайте посмотрим на разрыв графика текущего времени [1].

Если мы найдем профиль тока, кривая срабатывания предохранителя на 200 А окажется выше кривой тока нагрузки. Однако так ли все просто? Можем ли мы выбрать предохранитель на 200А?

Выбор предохранителя на основе номинального тока: не так просто

В отличие от контактора, в котором в таблице данных указана диаграмма ток-время, в таблицах данных предохранителя обычно указываются характеристики отключения тока-времени. Поэтому нам нужно думать не только о постоянном токе, но и о кратковременных и долговременных импульсных токах.

Плавкие предохранители не являются сложными элементами, но производители оптимизируют их, например, наносят покрытие и очищают плавкий элемент. Поэтому поведение предохранителей в зависимости от приложения может различаться. Производители предохранителей EV рекомендуют не превышать 50% токов плавления предохранителя при нормальной работе. Поэтому для сравнения с текущим профилем необходимо учитывать 50% кривой плавления плавкого предохранителя. Давайте объединим их.

Нарушение пределов старения может привести к следующим внутренним химическим реакциям [2]:

Если мы посмотрим на двойную логарифмическую диаграмму ниже, мы увидим, что ток возбуждения составляет от 300 до 400 А согласно данным производителя [1].

Следовательно, мы можем начать с учета непрерывного тока, удвоив его. Однако мы также должны учитывать 50% кривой плавкого предохранителя. Если бы у нас импульсный ток был не 500А, а 600А, то даже предохранитель на 400А мы бы в таком случае не использовали. Таким образом, анализ кривой срабатывания предохранителя и учет ее 50% во избежание старения является безопасным началом для выбора предохранителей.

Энергия отключения: I

² t

Как мы указали, предохранители реагируют в зависимости от тепловой энергии, потребляемой плавящимися элементами. Эта тепловая энергия рассчитывается по формуле:

• E [Дж] = I ² · R · t

где

• I [A] : Ток через предохранитель
• R [Ом] : Предохранитель внутреннее сопротивление
• t : Длительность тока

Поскольку внутреннее сопротивление предохранителя практически постоянно, энергия отключения предохранителя отображается как I ² т в техпаспорте.

При токе размыкания плавкий элемент нагревается, переходя из твердого состояния в жидкое. Во время этого изменения узкие места разрывают цепь и возникают электрические дуги. Детали гашения дуги и начало изоляции двух краев плавильного элемента.

В этом сценарии, если мы измеряем ток и напряжение на клеммах предохранителя, мы можем ожидать роста тока до плавления. Затем внутри предохранителя возникают разрывы, и возникает дуга. Во время дуги можно ожидать, что ток уменьшится из-за повышенного сопротивления, вызванного зазорами. Следовательно, напряжение увеличивается в результате этого дугового разряда. Однако при гашении дуги напряжение начинает снижаться, и, следовательно, цепь между клеммами предохранителя становится непроводящей. На следующей диаграмме показаны формы тока и напряжения предохранителя при отключении [3]:

Таким образом, мы можем сказать, что общее время гашения является суммой продолжительности плавления и искрения.

Мы используем расчет энергии отключения, чтобы проверить, смогут ли соседние компоненты выдержать ток, пока предохранитель не отключит ток. Например, если предел энергии контактора I ² Rt меньше, чем у выбранного предохранителя, мы должны изменить выбранный контактор. Таким образом, самым слабым компонентом с точки зрения энергии разрушения должен быть предохранитель.

Минимальный ток отключения

Предположим, что у нас есть ток отказа, которого недостаточно для немедленного срабатывания предохранителя. Наша конструкция аккумуляторной системы должна быть рассчитана и на такие случаи. Поэтому мы выбираем контакторы для отключения аварийных токов до определенного уровня. Однако что делать, если контактор вышел из строя? Здесь важен минимальный ток отключения предохранителя. Производители предохранителей также указывают минимальные значения тока отключения в спецификациях следующим образом [1]:

В таблице указано минимальное и максимальное время отключения предохранителя в зависимости от номинального тока. Например, если ток отказа составляет 300 % от 400 А, предохранитель размыкает цепь в течение 30 секунд. Таким образом, мы знаем, что даже если контактор не способен отключить 1200А, предохранитель сработает в течение максимум 30 секунд.

Отключение тока короткого замыкания

Пример выбора контактора показал, что мы можем принять 2867 A для тока короткого замыкания. Это значение особенно важно для выбора предохранителя. В следующей таблице показано, сколько времени требуется предохранителю для отключения тока. Предохранитель на 400 А может отключить ток короткого замыкания 2867 А за время от 10 до 20 мс. Эта продолжительность зависит от температуры, высоты над уровнем моря, импульсов тока, соседних компонентов и конструкции производителя [1]. Мы всегда должны учитывать допуски по характеру производственных процессов.

5 шагов для выбора предохранителя EV

1. Выберите предохранитель с удвоенным номиналом постоянного тока (например, сначала возьмите предохранитель на 400 А для постоянного тока 200 А) и начертите профиль нагрузки рядом с 50% графика времени отключения предохранителя, чтобы проверить, импульсные токи могут переноситься предохранителем без старения.
2. Рассчитайте компоненты и энергию отключения предохранителя (I ² Rt), чтобы убедиться, что самым слабым компонентом является предохранитель.
3. Определите минимальный ток отключения для случаев отказа, когда контактор не может отключиться.
4. Проанализируйте время устранения короткого замыкания и проверьте, выдерживает ли контактор до тех пор, пока предохранитель не разорвет цепь.