Как правильно рассчитать и выбрать плавкую вставку предохранителя для защиты электродвигателей и сетей. Какие факторы нужно учитывать при выборе номинального тока вставки. Как обеспечить селективность срабатывания предохранителей.
Основные параметры и принцип работы плавких предохранителей
Плавкий предохранитель — это классическое устройство защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий. Несмотря на широкое распространение автоматических выключателей, предохранители по-прежнему активно применяются во многих областях:
- Электронная аппаратура
- Автомобильная электросеть
- Промышленные электроустановки
- Системы энергоснабжения
Основные параметры плавких предохранителей:
- Un — номинальное рабочее напряжение
- Iвс — номинальный ток плавкой вставки
- Iп — номинальный ток предохранителя
Принцип работы предохранителя заключается в расплавлении проводника малого сечения (плавкой вставки) при превышении определенного тока. Процесс срабатывания включает следующие этапы:
- Разогрев вставки
- Расплавление металла
- Испарение металла
- Возникновение электрической дуги
- Гашение дуги
Важно, чтобы номинальное напряжение предохранителя было не меньше напряжения сети для успешного гашения дуги.
Выбор номинального тока плавкой вставки
При выборе номинального тока плавкой вставки (Iвс) необходимо учитывать следующие факторы:
- Номинальный ток нагрузки защищаемой цепи
- Пусковые токи подключаемого оборудования
- Условия эксплуатации (температура окружающей среды)
Iвс должен выбираться равным или на одну ступень больше номинального тока нагрузки. При этом предохранитель не должен срабатывать при кратковременных пусковых токах.
Расчет Iвс для защиты электродвигателей
Согласно ПУЭ 5.3.56, для защиты электродвигателей номинальный ток вставки рассчитывается по формуле:
Iвс ≥ Iп.эд / K
где:
- Iп.эд — пусковой ток электродвигателя
- K — коэффициент кратности пускового тока (2,5 для легкого пуска, 1,6-2,0 для тяжелого)
Например, для двигателя с пусковым током 60А при легком пуске:
Iвс ≥ 60 / 2,5 = 24А
Выбираем ближайшее стандартное значение 25А.
Время-токовые характеристики предохранителей
Время срабатывания предохранителя зависит от величины тока перегрузки. Эта зависимость отображается на время-токовых характеристиках. Они позволяют определить:
- Время отключения при различных токах перегрузки
- Влияние температуры окружающей среды на срабатывание
- Возможность выдерживать кратковременные перегрузки
При выборе предохранителя важно сверяться с его время-токовой характеристикой, чтобы обеспечить требуемое время отключения в конкретных условиях.
Обеспечение селективности срабатывания предохранителей
Для обеспечения селективности должны выполняться следующие условия:
- Номинальный ток вставки головного предохранителя (Iг) должен быть больше тока вставки на ответвлении (Iо) минимум на одну ступень
- При КЗ должно выполняться соотношение: Iк / Iг ≥ 4 и Iк / Iо ≥ 2,5 (для предохранителей НПН)
Точные соотношения токов вставок для обеспечения селективности приводятся в справочных таблицах для конкретных типов предохранителей.
Особенности выбора предохранителей для защиты электродвигателей
При защите электродвигателей предохранителями необходимо учитывать следующие особенности:
- Большие пусковые токи (5-7 крат от номинального)
- Необходимость защиты от перегрузки
- Возможность самозапуска после кратковременного исчезновения напряжения
Для защиты от перегрузки обычно применяют дополнительные тепловые реле. Предохранитель в этом случае обеспечивает только защиту от КЗ.
При выборе предохранителей для группы двигателей учитывают:
- Суммарный длительный ток всех двигателей
- Пусковой ток двигателя с наибольшим пусковым током
- Возможность самозапуска части двигателей
Выбор предохранителей для защиты магистральных линий
При защите магистральных линий, питающих группу электроприемников, номинальный ток плавкой вставки выбирается по формуле:
Iвс ≥ (Iпуск + Iдлит) / 2,5
где:
- Iпуск — пусковой ток наиболее мощного электродвигателя
- Iдлит — суммарный длительный ток остальных электроприемников
Такой выбор обеспечивает надежную защиту линии и возможность пуска любого из подключенных двигателей.
Временные предохранители («жучки»)
В аварийных ситуациях иногда применяют временные самодельные предохранители, так называемые «жучки». Это крайне опасная практика, которая может привести к пожару. Использование «жучков» категорически запрещено правилами электробезопасности.
Для замены сгоревшего предохранителя необходимо использовать только заводские плавкие вставки с соответствующим номинальным током. Это обеспечит надежную защиту электроустановки и безопасность эксплуатации.
Выбор плавкой вставки предохранителя таблица
В наше время предохранители с плавкими вставками уходят уже в прошлое. В новых проектах предохранители практически не применяют, по крайней мере я не применяю))) Сегодня речь пойдет о том, на что следует обращать внимание при выборе плавкой вставки предохранителя.
Для защиты электрических сетей и электродвигателей могут быть использованы автоматические выключатели либо плавкие предохранители. 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. Основное условие это то, чтобы номинальный ток плавкой вставки был выше номинального тока защищаемой цепи и напряжение предохранителя совпадало с напряжением сети. Но что делать, если нам необходимо подобрать плавкую вставку предохранителя для защиты двигателя до 1кВ?
Как известно, у двигателей при пуске возникают большие пусковые токи.
Если этим пренебречь, то наш предохранитель при пуске сразу перегорит. А этого не должно происходить!
В этом случае нужно руководствоваться п.5.3.56 ПУЭ.
Например, подберем предохранитель для двигателя (АИР100L2), который нарисован в шапке моего блога. Потребляемый ток 10,8А, Iп/Iн=7,5. Если бы не учитывали пусковой ток, то выбрали бы, например, ППН-33 с плавкой вставкой на 16А. Будем считать, что данный двигатель установлен на системе вентиляции и пуск у данного двигателя будет легким. Поэтому 10,8*7,5=81А – пусковой ток двигателя.
Отсюда следует, чтобы плавкая вставка не перегорела при пуске данного двигателя, номинальный ток предохранителя должен быть более 32,4А, т.е. ППН-33 с плавкой вставкой на 36А.
Ниже представлена таблица рекомендуемых значений номинальных токов плавких предохранителей для защиты силовых трансформаторов 6/0,4 и 10/0,4кВ.
| Sт.ном. защищаемого тр-ра, кВА | Iном, А | |||||
| трансформатора на стороне | предохранителя на стороне | |||||
| 0,4кВ | 6кВ | 10кВ | 0,4кВ | 6кВ | 10кВ | |
| 25 | 36 | 2,4 | 1,44 | 40 | 8 | 5 |
| 40 | 58 | 3,83 | 2,3 | 60 | 10 | 8 |
| 63 | 91 | 6,05 | 3,64 | 100 | 16 | 10 |
| 100 | 145 | 9,6 | 5,8 | 150 | 20 | 16 |
| 160 | 231 | 15,4 | 9,25 | 250 | 31,5 | 20 |
| 250 | 360 | 24 | 14,4 | 400 | 50 | 40 (31,5) |
| 400 | 580 | 38,3 | 23,1 | 600 | 80 | 50 |
| 630 | 910 | 60,5 | 36,4 | 1000 | 160 | 80 |
Для любителей жучков привожу таблицу соответствия диаметра медной проволоки и номинального тока плавкой вставки.
| Номинальный ток вставки, А | Число проволок | Диаметр медной проволоки, мм |
| 2 | 1 | 0,12 |
| 3 | 1 | 0,16 |
| 6 | 1 | 0,25 |
| 10 | 1 | 0,33 |
| 15 | 1 | 0,45 |
| 20 | 1 | 0,5 |
| 25 | 1 | 0,6 |
| 35 | 1 | 0,75 |
| 40 | 1 | 0,8 |
| 40 | 2 | 0,5 |
| 50 | 1 | 0,9 |
| 70 | 1 | 1,1 |
| 70 | 2 | 0,75 |
| 80 | 1 | 1,2 |
| 80 | 2 | 0,8 |
| 100 | 1 | 1,35 |
| 100 | 2 | 0,9 |
А вы часто применяете предохранители?
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).
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 Iпд — 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 ∑Iпд — сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей.
Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихся электродвигателей
Плавкие вставки предохранителей выбираются по следующему соотношению:
где Iкр = Iпуск + Iдлит — максимальный кратковременный ток линии; Iпуск — пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения; Iдлит — 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 Iвс ≥ Iпд/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 Iг, и номинальным током плавкой вставки на ответвлении к потребителю Io выдерживаются определенные соотношения.
Например, при небольших токах перегрузки плавкой вставки (около 180–250 %) селективность будет выдерживаться, если Iг больше Io 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 Iк — ток короткого замыкания ответвления, А; Iг — номинальный ток плавкой вставки плавкого предохранителя головного участка сети, А; Iо — номинальный ток плавкой вставки на ответвлении, А.
Соотношения между номинальными токами плавких вставок Iг и Iо 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
Обзор и выбор плавких вставок для предохранителя
Автор Alexey На чтение 5 мин Просмотров 3.6к. Опубликовано Обновлено
Содержание
- Терминология
- Принцип работы
- Условия эксплуатации
- Время токовая характеристика
- Различное время отключения
- Расчёт Iвс согласно ПУЭ 5.3.56.
- Временный предохранитель («жучок»)
Плавкий предохранитель – это классика электротехники в сфере защиты сетей от перегрузок и кз.
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:
- Un – номинальное рабочее напряжение;
- Iвс – номинальный ток плавкой вставки, при превышении которого она перегорает;
- Iп – номинальный ток предохранителя.
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.
Другими словами, электрический предохранитель являет собой многоразовый держатель, в который вставляется одноразовая вставка, плавящаяся при превышении Iвс. В быту эти два термина принято считать идентичными, но в технических описаниях Iп равняется максимально возможному Iвс, так как определённые типы предохранителей предусматривает использование вставных элементов с различнымIвс.
Например, в предохранитель НПН2-60 можно вставлять плавкие вставки с Iвс от 6 до 60А, соответственно его Iп равняется 60А.
предохранители серии НПН разных токовПринцип работы
Конструктивно одноразовый элемент исполняется в виде проводника малого сечения, заключённого в защитную стеклянную, фарфоровую или пластмассовую оболочку. При значениях, близких к Iвс, происходит тепловыделение, недостаточное для того, чтобы разогреть проводник до температуры плавления из-за рассеивания тепла. При превышении Iвс, происходит расплавление токопроводящего материала и электрическая цепь обрывается.
Существует большая разновидность данных компонентов – от тонких проволок, используемых для защиты электронных приборов, до массивных пластин, предназначенных для работы в цепях с током, превышающим тысячи ампер.
Срабатывание плавкого предохранителя происходит в несколько этапов: разогрев, расплавление и испарение металла, электрическая дуга, гашение дуги. Последний этап означает полное отключение, и чтобы дуга погасла, номинальное напряжение предохранителя не должно быть меньше напряжения сети.
Условия эксплуатации
Температура нагрева плавкой вставки не должна превышать допустимых значений во время длительной эксплуатации предохранителя. Поэтому, Iвс и Iп должны выбираться величиной равной или на одно значение большей номинального тока нагрузки защищаемой сети. Но также следует учитывать, что цепь не должна разрываться при пусковых стартовых перегрузках подключаемых электроприборов.
Например, для старта асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором требуется ток, превышающий семикратное значение номинального, который падает по мере разгона ротора до рабочих оборотов.
Время запуска зависит от характеристик каждого конкретного электроприбора.
Время токовая характеристика
Применение предохранителей в цепях с кратковременными перегрузками возможно благодаря тому, что при превышении IBC отключение происходит не сразу, а спустя некоторое время, необходимое на нагрев расплавляемого провода. Период срабатывания зависит от температуры окружающей среды и предназначения предохранителя, который можно узнать по графикам время токовой зависимости. За короткое время перегрузки материал плавящегося элемента не успевает перегреться до момента возврата нагрузки в нормальное значение.
Время токовая характеристика для предохранителей серии ППН, где в зависимости от величины тока указано время их перегорания
Время токовые характеристики предохранителейРазличное время отключения
Разветвление графиков означает работу в горячих (влево) и холодных (вправо) средах. Для ППН с Iвс=25А, при I=100А отключение произойдёт за одну секунду (красные линии).
При I=50А понадобится приблизительно 40с. на срабатывание (зелёный цвет на графике).
При I=30А (синие отрезки) предохранитель будет держать нагрузку около получаса (2000с/60м) при высоких температурах. Из графика видно, что в холодных условиях при I=30А он фактически не перегорит никогда. Поэтому, выбор плавких предохранителей стоит осуществлять, сверяясь с его времятоковой характеристикой, узнавая время отключения при определённых условиях.
Расчёт Iвс согласно ПУЭ 5.3.56.
Отношение пускового тока Iп.эд. к Iвс не должно превышать 2,5, иначе предохранитель не выдержит стартовых перегрузок. Этот коэффициент принимается для двигателей с лёгким запуском, а для тяжёлых условий (частые запуски, большое время разгона) применяется отношение 2,0-1,6.
То есть,
Ток запуска электродвигателя указывается в его паспорте, а также на самом корпусе. Допустим, Iп.эд = 60А. Для того чтобы предохранитель выдержал этот ток и исправно защищал от короткого замыкания и длительных перегрузок, по вышеприведённой формуле нужно рассчитать Iвс=60/2,5=24А.
Выбираем ближайшее значение из серии ППН – 25А.
Смотрим на время токовую характеристику, где видно, что время отключения при 60А находится в пределах 10-20с., чего вполне хватает для набора оборотов двигателем.
Допустим у Вас несколько электродвигателей и вам необходимо защитить линию , для этого необходимо :
где — — сумма всех токов одновременно работающих электродвигателей, равна расчетному току в линии;
— пусковой ток эл. двигателя самой большой мощности ;
— ток расчетный самой большой мощности из числа работающих эл. двигателей.
После расчета необходимо соблюдать это условие :
Временный предохранитель («жучок»)
Ещё одно замечательное средство плавких предохранителей – возможность его ремонта с помощью подручных средств, но только для временной замены, произведя расчет по сложным формулам, или выбрав диаметр проводника из таблицы:
Таблица для выбора временных плавких вставокИзмерять толщину проволоки нужно микрометром или штангенциркулем.
При отсутствии таковых, можно намотать проволоку на карандаш, измерить длину намотки, поделив её на количество витков получить приблизительный её диаметр.
» Seite nicht gefunden
Веб-сайт Diese verwendet Cookies
Diese Seite verwendet unterschiedliche Cookie-Typen. Einige Cookies werden von Drittparteien platziert, die auf unseren Seiten erscheinen.
Sie können Ihre Einwilligung jederzeit der Cookie-Erklärung auf unserer Website ändern oder widerufen.
Erfahren Sie in unserer Datenschutzrichtlinie mehr darüber, wer wir sind, wie Sie uns kontaktieren können und wie wir personenbezogene Daten verarbeiten.
Sie können Ihre Einwilligung zu ganzen Kategorien geben und so nur bestimmte Cookies auswählen.
Notwendig Statistiken Marketing Auswahl akzeptieren
Все активы Подробная информация Эйнстеллунген Все в состоянии
Датеншуцерклерунг | Cookie Erklärung
Cookie Erklärung
Notwendig
Notwendige Cookies helfen dabei, eine Webseite nutzbar zu machen, indem sie Grundfunktionen wie Seitennavigation und Zugriff auf sichere Bereiche der Webseite ermöglichen. Die Webseite kann ohne diese Cookies nicht richtig funktionieren.
| Имя | Анбитер | Цвек | Аблауф | Тип |
| _CoverCookies | www.efen.com | Speichert den Zustimmungsstatus des Benutzers für Cookies auf der aktuellen Domäne. | 2 года | HTTP |
| включить аналитику | www.efen.com | Legt fest, ob Google Analytics auf der aktuellen Domäne aktiviert ist. | 2 Яхре | HTTP |
| активный маркетинг | www. efen.com |
Legt fest, ob Marketing Cookies auf der aktuellen Domäne aktiviert sind. | 2 года | HTTP |
| PHPSESSID | efen.com | Behält die Zustände des Benutzers bei allen Seitenanfragen bei. | Сессия | HTTP |
Statistiken
Statistik-Cookies helfen Webseiten-Besitzern zu Verstehen, wie Besucher mit Webseiten interagieren, indem Informationen anonym gesammelt und gemeldet werden.
| Имя | Анбитер | Цвек | Хост | Аблауф | Тип |
| _ga и _gid | Google Аналитика | Registriert eine eindeutige ID, die verwendet wird, um statistische Daten, wie der Besucher die Website nutzt, zu generieren. | efen.com | 2 года | HTTP |
| _gat | » | Wird von Google Analytics verwendet, um die Anforderungsrate einzuschränken. |
efen.com | 1 минута | HTTP |
| AnalyticsSyncHistory | Wird in Verbindung mit der Datensynchronisation mit dem Analysedienst eines Drittanbieters verwendet. | efen.com | 29 Номер | HTTP |
Маркетинг
Маркетинг-Cookies werden verwendet, um Besuchern auf Webseiten zu folgen. Die Absicht ist, Anzeigen zu zeigen, die актуальный und ansprechend für den einzelnen Benutzer sind und daher wertvoller für Publisher und werbetreibende Drittparteien sind.
| Имя | Анбитер | Цвек | Хост | Аблауф | Тип |
| _fbp | Meta Platforms, Inc. | Wird von Facebook genutzt, um eine Reihe von Werbeprodukten anzzeigen, zum Beispiel Echtzeitgebote dritter Werbetreibender. | efen.com | 3 Моната | HTTP |
| bcookie | Verwendet vom Social-Networking-Dienst LinkedIn для Verfolgung der Verwendung von eingebetteten Dienstleistungen. |
efen.com | 2 года | HTTP | |
| bscookie | Verwendet vom Social-Networking-Dienst LinkedIn для Verfolgung der Verwendung von eingebetteten Dienstleistungen. | efen.com | 2 года | HTTP | |
| крышка | Verwendet vom Social-Networking-Dienst LinkedIn для Verfolgung der Verwendung von eingebetteten Dienstleistungen. | efen.com | 1 бирка | HTTP | |
| т.р. | Meta Platforms, Inc. | Wird von Facebook genutzt, um eine Reihe von Werbeprodukten anzzeigen, zum Beispiel Echtzeitgebote dritter Werbetreibender. | efen.com | Сессия | Пиксельный трекер |
| История соответствия пользователей | Wird verwendet, um Besucher auf mehreren Webseiten zu verfolgen, um уместно Werbung basierend auf den Präferenzen des Besuchers zu präsentieren. |
efen.com | 29 Номер | HTTP |
Über Cookies
Файлы Cookies, неизменные Textdateien, die von Webseiten verwendet werden, um die Benutzererfahrung effizienter zu gestalten.
Laut Gesetz können wir Cookies auf Ihrem Gerät speichern, wenn diese für den Betrieb dieser Seite unbedingt notwendig sind. Für alle anderen Cookie-Type benötigen wir Ihre Erlaubnis.
Diese Seite verwendet unterschiedliche Cookie-Typen. Einige Cookies werden von Drittparteien platziert, die auf unseren Seiten erscheinen.
Sie können Ihre Einwilligung jederzeit der Cookie-Erklärung auf unserer Website ändern oder widerufen.
Erfahren Sie in unserer Datenschutzrichtlinie mehr darüber, wer wir sind, wie Sie uns kontaktieren können und wie wir personenbezogene Daten verarbeiten.
Ihre Einwilligung trifft auf die folgenden Domains zu: efen.com, www.efen.com
Высоковольтные плавкие вставки — EFEN — Каталоги в формате PDF | Техническая документация
Добавить в избранное
{{requestButtons}}
Выдержки из каталога
Защита от короткого замыкания Специальное испытательное устройство для версии отключающего устройства с угрозой Высоковольтный предохранитель для трансформаторов напряжения (HSW) Резервный предохранитель с ÜLA (управляемое рассеивание мощности) )
MM: Bild angeben Содержание Высоковольтные плавкие вставки и аксессуары Высоковольтные плавкие вставки в соотв.
с VDE 0670 T402/IEC 60 282-1 356 Высоковольтные плавкие вставки в соотв. с VDE 0670 T4/IEC 60 282-1 358 Высоковольтные предохранители для трансформаторов напряжения 361 Принадлежности 362 Технические данные см. на стр. 364 Таблица выбора в соотв. с T402 371 Таблица выбора в соотв. до T4 372 Характеристики Ассортимент плавких вставок HH включает различные типы для внутреннего и наружного применения, а также для погружения в масло. Множество различных плавких вставок, например, специальных размеров, а также широкий ассортимент аксессуаров дополняют портфолио. Система Ассортимент…
361 НА ЛИНИИ ПИТАНИЯ Дополнительную информацию см. на стр. 364 Высоковольтные плавкие вставки 67036-0003 Высоковольтные плавкие вставки для трансформаторов напряжения (HSW) в соотв. Согласно VDE 0670 T4/IEC 60 282-1 Описание Номинальное напряжение кВ Длина Ø Ампер № заказа. ПУ ПГ Сур. Аг Сур. Cu Цена €/шт. с индикатором 6/12 160 22 1,6 67036-0004 1 HH 1 78,60 с индикатором 15/24 280 22 1,4 67037-0004 1 HH 1 94,85 без индикатора 6/12 160 22 1,25 67036- 0003 1 HH 1 62,45 без индикатора 15/24 280 22 1,25 67037-0003 1 HH 1 78,60 без индикатора 20/36 421 37 1 67088-0003 1 HH 1 90,15 Возможны технические модификации •.
..
362 В ЛИНИИ МОЩНОСТИ Более подробная информация на стр. 364 Принадлежности для высоковольтных плавких вставок 68007-0010 Основания высоковольтных предохранителей в соотв. по DIN 43 624 для внутренних помещений Описание Номинальное напряжение кВ Длина Ø № заказа. ПУ ПГ Сур. Аг Сур. Cu Цена €/шт. Основания для предохранителей ВН 12 293 45 68007-0010 1 нетто 61,40 Основания для предохранителей ВН 24 443 45 68008-0010 1 нетто 74,30 Основания для предохранителей ВН 36 538 45 68012-0010 1 нетто 128,00 67033-0003 Высокое напряжение Твердые звенья Описание Номинальное напряжение кВ Длина Ø № заказа. ПУ ПГ Сур. Аг Сур. Cu Цена €/шт. HV Solid-Link 292/51 12 292 51 67033-0003 1 HH 1 79,65 HV Solid-Link 442/51 24 442 51…
363 В ЛИНИИ МОЩНОСТИ Дополнительную информацию см. на стр. 364 Принадлежности для высоковольтных плавких вставок 68004 -0010 Свойства держателя: — Держатель для 3 высоковольтных плавких вставок Описание Номинальное напряжение кВ Длина Ø Ампер № заказа. ПУ ПГ Сур. Аг Сур. Cu Цена €/шт. Держатель 68004-0010 1 HH 3 75,50 68013-0020 Устройство для проверки отключающего устройства. Описание Номинальное напряжение кВ Длина Ø Ампер № заказа. ПУ ПГ Сур. Аг Сур. Cu Цена €/шт. Тестовое устройство 192 мм, 65 Нм 7,2 68013-0020 1 шт.
364 НА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Рис.1 Высоковольтные плавкие вставки Технические характеристики Общая информация Высоковольтные плавкие вставки десятилетиями используются для надежной защиты в распределительных устройствах и системах управления среднего напряжения. Они защищают аппаратуру и оборудование от теплового и динамического воздействия коротких замыканий. Выдающимися характеристиками высоковольтных предохранителей EFEN являются: • Высокая отключающая способность • Высокое ограничение тока • Низкое напряжение переключения • Быстрое размыкание • Нестареющие высоковольтные плавкие вставки EFEN соответствуют следующим стандартам: • VDE 0670 T4/IEC 60 282- 1: Высоковольтные предохранители «токоограничивающие предохранители» • VDE. ..
365 IN THE LINE OF POWER Высоковольтные плавкие вставки Технические характеристики Номинальный диапазон напряжения Для высоковольтных плавких вставок важно, чтобы они работали при напряжении, на которое они рассчитаны. Соответственно, рабочее напряжение соответствует максимальному номинальному напряжению плавкой вставки. Из-за коммутационного напряжения, возникающего во время дуги, плавкая вставка не может без ограничений использоваться при более низких напряжениях. Поэтому необходимо учитывать более низкое рабочее напряжение, при котором плавкую вставку можно использовать без превышения уровня изоляции системы во время гашения. Из этих двух значений…
366 IN THE LINE OF POWER Высоковольтные плавкие вставки Технические характеристики Описание других областей применения высоковольтных предохранителей EFEN Защита высоковольтных двигателей С помощью резервных высоковольтных предохранителей EFEN высоковольтные электродвигатели с короткозамкнутым ротором могут быть защищены от последствий больших токов короткого замыкания. Перегрузка должна быть отключена с помощью прилагаемого защитного устройства. Защита высоковольтных конденсаторов Можно защитить отдельные конденсаторы с помощью резервных высоковольтных предохранителей EFEN в случае короткого замыкания. Тем не менее, необходимо учитывать особые аспекты в отношении номинальной…
367 НА ЛИНИИ ПИТАНИЯ Высоковольтные плавкие вставки Технические характеристики Защита трансформаторов При выборе высоковольтных плавких вставок необходимо учитывать следующее: напряжение цепи (uk %) – Пусковой ток (8…12 IN) b) Времятоковая характеристика высоковольтных плавких вставок c) Вторичные устройства/селективность Процедура основана на примере: Трансформатор мощностью 630 кВА имеет номинальный ток трансформатора 18,2 А при рабочем напряжении 20 кВ. Относительное напряжение короткого замыкания составляет 4 %, а пусковой ток составляет 12 x lN. Ток короткого замыкания на…
368 НА ЛИНИИ ПИТАНИЯ Рассеиваемая мощность Па высоковольтного предохранителя [Вт] Высоковольтные плавкие вставки Технические данные Высоковольтные резервные плавкие вставки в соотв. согласно VDE 0670/IEC 60 282-1 с регулируемым рассеиванием мощности ÜLA Применение Высоковольтные резервные предохранители EFEN типа ÜLA соответствуют требованиям VDE 0670 и были специально разработаны для установки на компактных закрытых подстанциях с элегазовой изоляцией. На этих подстанциях предохранители ВН заключены в узкие отсеки предохранителей, которые, с одной стороны, препятствуют эффективному охлаждению предохранителей, а с другой стороны, сами имеют ограниченную приемную тепловую мощность (как правило, около…
369 IN LINE OF POWER Высоковольтные комбинации выключателя и предохранителя переменного тока в соотв. согласно VDE 0671 T105/IEC 62 271-105 Для увеличения диапазона использования выключателя его комбинируют с токоограничивающими высоковольтными предохранителями. Этот комбинированный блок обеспечивает защиту от короткого замыкания в дополнение к коммутационной способности нагрузки. Высоковольтные плавкие вставки обеспечивают защиту от короткого замыкания, а выключатель прерывает токи ниже тока включения комбинированного блока.
