Pollife.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Проверка выбранного защитно-коммутационного аппарата на динамическую устойчивость и термическую стойкость

Проверка выбранного защитно-коммутационного аппарата на динамическую устойчивость и термическую стойкость

Научиться проверять выбранный выключатель высокого напряжения на динамическую устойчивость и термическую стойкость.

Краткие теоретические сведения

Выключатель, выбранный по номинальному напряжению, номинальному продолжительному току и номинальной мощности отключения должен быть проверен на динамическую устойчивость и термическую стойкость.

Ток динамической устойчивости – это максимальное значение тока, который способен пропустить выключатель, не повреждаясь, и без отбрасывания контактов. Динамическая устойчивость должна проверяться из условия: номинальное амплитудное значение тока выключателя должен быть больше, чем протекающий через выключатель ударный ток короткого замыкания. Обычно сравнивают мгновенные значения пика тока. При определении максимального расчетного тока короткого замыкания должны рассматриваться все возможные варианты короткого замыкания, и из них должен быть выбран наиболее тяжелый, каким обычно является режим отключения трех- и однофазного короткого замыкания на «землю».

Ток термической стойкости, действующий определенное время – это ток, который выключатель способен пропустить, не повреждаясь. Термическая стойкость должна проверяться из условия протекания через выключатель тока короткого замыкания в течение максимального времени, обусловленного временем срабатывания защиты. Номинальный ток термической стойкости выключателя должен превышать максимально возможное значение ток термической стойкости при коротком замыкании.

Задание

Проверить выбранный выключатель высокого напряжения на динамическую устойчивость и термическую стойкость.

Проанализировать проделанную работу.

Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2, №3 и №5.

Порядок выполнения расчёта

Выбранный выключатель проверяем на динамическую устойчивость по условию

где iн.а.в — номинальный амплитудный ток выключателя, кА;

iу — ударный ток 3-х фазного короткого замыкания, кА.

Ударный ток 3-х фазного короткого замыкания iу, кА, определяется по формуле

где Ку — ударный коэффициент при трёхфазном коротком замыкании, для воздушных линий выше 1000 В принимается 1,8.

Выбранный выключатель проверяем на термическую стойкость по условию

где Iн.тс.в — номинальный ток термической стойкости выключателя, кА;

tтс.в — время действия номинального тока термической стойкости выключателя, с;

I — установившееся значение тока короткого замыкания, равное трёхфазному току короткого замыкания, кА;

tпр — приведённое время короткого замыкания от возникновения до отключения (суммарное время срабатывания защиты), принимаем 0,2 с.

Пример выполнения расчёта

Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2, №3 и №5.

Для воздушной кабельной линии выбран выключатель высокого напряжения ВМП-10-630-20 с электромагнитным приводом ПЭ-11.

Выбранный выключатель проверяем на динамическую устойчивость.

Ударный ток 3-х фазного короткого замыкания

Выключатель динамически устойчив.

Выбранный выключатель проверяем на термическую стойкость

Выключатель термически стойкий.

По результатам расчёта практической работы выбранный для воздушной кабельной линии выключатель высокого напряжения ВМП-10-630-20 с электромагнитным приводом ПЭ-11 динамически устойчив и термически стойкий.

Контрольные вопросы

1.По каким критериям проверяют выбранный высоковольтный выключатель?

2.Как осуществляется проверка высоковольтного выключателя на динамической устойчивости?

3.Как осуществляется проверка высоковольтного выключателя на термическую стойкость?

Литература

Конюхова, Е.А. Электроснабжение объектов: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования / Е.А. Конюхова. – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 320с.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. – М.: Омега-Л, 2012.

Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учеб для студ. сред. проф. образования / Юрий Дмитриевич Сибикин. — М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 368с.

Автоматические выключатели постоянного тока: что это такое и где они применяются?

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах, установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока.

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (4). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

Читайте так же:
Комплект оборудования для установки дистанционного выключателя массы

1 — подвижный контакт
2 — неподвижный контакт
3 — серебросодержащая контактная напайка
4 — магнит
5 — дугогасительная камера
6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите видео . Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1) Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.
2) Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.
3) Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.
4) Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратной полярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-», а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.

Высоковольтный выключатель

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном дистанционном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).

Содержание

Параметры

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

    Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель); Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);
  • номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
  • допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;
  • если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) — 0,3 с.

  • устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током
  • номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.
  • собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов.
  • параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.

Свойства

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 — 1 150 киловольт) и большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических станциях и подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Классификация высоковольтных выключателей

    (баковые и колонковые); ; (баковые и маломасляные);
  • Воздушные выключатели.
  • Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания
  • Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000А) и тока отключения.
  • Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
  • Выключатели специального назначения.
  • Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
  • Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
  • Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
  • Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.
  • Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
  • пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
  • шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависимости от географического места установки.
Читайте так же:
Выключатель расстояние от пола гост

Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей

В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда. Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ) заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.

ВВ конструктивно подразделяются на:

  • Выключатель с открытым отделителем
  • Выключатель с газонаполненным отделителем
  • Выключатель с камерами в баке со сжатым воздухом

Общее устройство и принцип действия элегазовых выключателей

Изолирующей и гасящей средой выключателей служит гексафторид серы SF6 (элегаз). Выключатели представляют собой трехполюсный аппарат, полюсы которого имеют одну (общую) раму и управляются одним приводом, либо каждый из трех полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом (выключатель с пополюсным управлением).

Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги (возникающей между расходящимися контактами при отключении тока) потоком элегаза.

Источников возникновения потока газа – два :

  • повышение давления в одной из заполненных газом полостей дугогасительного устройства, обусловленное уменьшением ее замкнутого объема, возможность истечения газа из которой в зону расхождения дугогасительных контактов появляется непосредственно перед их размыканием;
  • повышение давления газа в этой же полости вследствие его расширения под действием тепловой энергии самой электрической дуги.

Первый источник превалирует при отключении малых токов, а второй – больших.

Полюс выключателя

Колонковое исполнение. Полюс представляет собой вертикальную колонну, состоящую из двух (и более) изоляторов, в верхнем из которых размещено дугогасительное устройство (ДУ), а нижний служит опорой ДУ и обеспечивает ему требуемое изоляционное расстояние от заземленной рамы. Внутри опорного изолятора размещена изоляционная штанга, соединяющая подвижный контакт ДУ с приводной системой аппарата.

Баковое исполнение. Полюс представляет собой металлический цилиндрический бак, на котором установлены два изолятора, образующие высоковольтные вводы выключателя. ДУ в таком выключателе размещено в заземленном металлическом корпусе.

Комбинированное исполнение. Полюс представляет собой металлический корпус в виде сферы, на котором установлены фарфоровые изоляторы, образующие высоковольтные вводы выключателя, в одном из которых размещено дугогасительное устройство, а в другом — встроенные трансформаторы тока.

В верхней части изолятора обычно устанавливается фильтр — поглотитель влаги и продуктов разложения элегаза под действием электрической дуги. Фильтрующим элементом в нем служит активированный адсорбент – синтетический цеолит NAX.

Также на всех современных выключателях установлен предохранительный клапан – устройство с тонкостенной мембраной, разрывающейся при давлении возникающем при внутреннем коротком замыкании, но не достигающем значения, при котором испытываются собственно изоляторы.

Дугогасительное устройство

Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании. Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства представляет значительные трудности, так как процессы, происходящие при гашении электрической дуги, чрезвычайно сложны, недостаточно изучены и обусловливаются многими факторами, предусмотреть которые заранее не всегда представляется возможным. Поэтому окончательная разработка дугогасительного устройства может считаться завершенной лишь после его экспериментальной проверки.

Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов.

ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты. Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной – розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной – штыревые.

Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта.

Читайте так же:
Выключатель поплавковый tsy энергия

Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована ко входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.

Газовая система

Газовая система аппаратов включает в себя:

  • клапаны автономной герметизации (КАГ) и заправки колонн;
  • коллектор, обеспечивающий во время работы аппарата связь газовых полостей колонн между собой и с сигнализатором изменения плотности элегаза;
  • сам сигнализатор, представляющий собой стрелочный электроконтактный манометр с устройством температурной компенсации, приводящим показания к величине давления при температуре 20ºС;
  • соединительные трубки с ниппелями и уплотнениями.

Сигнализатор изменения плотности элегаза (датчик плотности) имеет три пары контактов, одна из которых, замыкающаяся при значительном снижении плотности элегаза из-за его утечки, предназначена для подачи сигнала (например, светового) о необходимости дозаправки колонн, а две других, размыкающихся при недопустимом падении плотности элегаза, предназначены для блокирования управления выключателем или для автоматического отключения аппарата с одновременной блокировкой включения (что определяется проектом подстанции).

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.

В элегазовых выключателя применяют два типа приводов:

  • аккумулятором энергии является комплект винтовых цилиндрических пружин
  • управляющим органом является кинематическая система рычагов, кулачков и валов.
  • аккумулятором энергии является комплект тарельчатых пружин
  • управляющим органом является гидросистема.

Требования к выключателям

Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. При отказе выключателя авария развивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, связанных с недоотпуском электроэнергии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах. Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки. В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами:

  • ГОСТ Р52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.»
  • ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий».
  • ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В.»
  • ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».

Вывод выключателя для ревизии и ремонта связан с большими трудностями, так как приходится либо переходить на другую схему распредустройства, либо просто отключать потребителей. В связи с этим выключатель должен допускать возможно большее число отключений коротких замыканий без ревизии и ремонта. Современные выключатели могут отключать без ревизии до 15 коротких замыканий при полной мощности отключения.

Производители

Число крупнейших производителей высоковольтных выключателей является относительно небольшим, что обусловлено слияниями и поглощениями, которые произошли в 1980-2000х годах. Основными производителями высоковольтных выключателей для сетей передачи и распределения являются ABB, Areva T&D, Siemens, Toshiba, Mitsubishi и HVB AE Power Systems, последние три представлены в основном на рынках Юго-Восточной Азии, Америки и Австралии. Для распределительных сетей можно выделить также Schneider Electric и Eaton.

Что касается РФ, производителями элегазовых выключателей для сетей 110-500 кВ являются Энергомашкорпорация, завод ОАО ВО «Электроаппарат», а также ОАО «Энергомеханический завод». Также имеется большое количество местных производителей вакуумных выключателей на напряжение до 35 кВ для распределительных сетей. [значимость не указана 47 дней]

рассчитать ток уставки теплового расцепителя автоматического выключателя для защиты асинхроного электродигателя от длительных перегрузок

Непосредственная коммутация электрической цепи осуществляется с помощью подвижного и неподвижного контактов. В подвижном контакте имеется пружина, обеспечивающая быстрое расцепление контактов. Для приведения в действие механизма расцепления существуют два вида расцепителей.

Тепловой расцепитель, по сути, является биметаллической пластиной, которая нагревается при протекании тока. Когда ток превышает допустимое значение, происходит изгиб пластины и расцепляющий механизм начинает действовать. Время его срабатывания находится в зависимости от тока. Минимальное значение электротока, когда срабатывает расцепитель, имеет величину в 1,45 от значения тока уставки. Срабатывания настраивается с помощью специального регулировочного винта. После того, как пластина остынет, автомат будет полностью готов к последующему использованию.

Ток расцепителя автоматического выключателя

Электромагнитный расцепитель обладает мгновенным действием и носит еще одно название отсечки. Это соленоид с подвижным сердечником, который и приводит в действие расцепляющий механизм. При протекании тока через обмотку происходит втягивание сердечника, если токовое значение превышает заданный порог. Срабатывание происходит мгновенно, в этих случаях превышение электротока может составлять 2-10 раз от номинального значения.



Выбор и регулировка уставок теплового и электромагнитного расцепителей для АП50

1. Уставка тепловых расцепителей Iт.р. расчитывается по формуле

Читайте так же:
Гост выключатели для бытовых

где: Кп — коэффициент погрешности тепловых расцепителей, принимается на основе эмпирических данных, равным 1.1; Кн — коэффициент нагрузки, для цепей работающих в следующих условиях:

  • токи нагрузки для цепей, подключенных к аппарату, не превышают номинального тока Iнагр.< Iном, то Кн-1.0 — 1.1;
  • с кратковременной перегрузкой (асинхронные двигатели) Кн-1.15 — 1.3
  • с кратковременной нагрузкой Кн-0.5;

Iн — ток нагрузки, А;
2. Уставка электромагнитных расцепителей расчитывается по формуле

где: Кп — коэффициент погрешности электромагнитных расцепителей, принимается равным 1.2; Кн — коэффициент нагрузки, для цепей работающих в следующих условиях:

  • для цепей с двигательной нагрузкой Кн-1.8-2.0;
  • для цепей напряжения Кн>2.0;
  • для остальных цепей Кн-1.5;

Iнmax — максимально возможный ток ток перегрузки (для цепей постоянного тока принимается больше на 30%), А; Уставка электромагнитного расцепителя определяется по формуле
Кэм=Iэм.расч÷Iном

где: Iном — номинальный ток выключателя, А; Исходя из полученного расчетного значения уставки электромагнитного расцепителя, выбирается аппарат с ближайшим большим выпускаемым значением электромагнитного расцепителя. Можно определить коэффициент чувствительности аппарата для цепей переменного тока

коэффициент чувствительности аппарата для цепей постоянного тока

где: Iк.з.min — минимальный ток короткого замыкания в цепи, А;

УСЛОВИЯ РАБОТЫ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Электромагнитные расцепители максимального тока (отсечка) при прохождении переменного однофазного тока (при последовательном соединении полюсов автоматического выключателя) должны срабатывать мгновенно, в зависимости от исполнения выключателя, со следующими допустимыми отклонениями:

  • — уставка 3.5 Iном +/- 15%;
  • — уставка 10 Iном +/- 20%;

Расцепитель максимального тока в нулевом проводе должен срабатывать при токе, равном номинальному току расцепителя фазы с допустимым отклонением от -20% до +40%. Длительно допустимый ток не должен превышать 60% от номинального тока в полюсе выключателя. Время срабатывания тепловых расцепителей t т.р.ср. выключателя при температуре окружающей среды +20℃ +/-5℃ из холодного состояния, при прохождении по ним переменного однофазного тока (при последовательном соединении полюсов автоматического выключателя) должно соответствовать следующим значениям:

  • t т.р.ср < 1 часа, при номинальном токе 1.1 Iном.;
  • t т.р.ср < 30 минут, при токе 1.35 Iном;
  • t т.р.ср.= 1.5 -10 секунд, при токе 6 Iном;

При температуре окружающей среды отличной от +20℃ +/-5℃ и токах выше 2 Iном, ток срабатывания теплового расцепителя изменяется следующим образом:

  • — с увеличением температуры окружающей среды на каждые 10℃ ток срабатывания теплового расцепителя уменьшается на 6-7%;
  • — с уменьшением температуры окружающей среды на каждые 10℃ ток срабатывания теплового расцепителя увеличивается на 5-6%;

Для компенсации температурного воздействия окружающей среды на тепловые расцепители используется рычаг регулировки. Расцепитель минимального напряжения не должен препятствовать включению выключателя при снижении напряжения до 80% от номинальной величины и должен отключить выключатель при снижении напряжения ниже 35% от номинальной величины напряжения; Дистанционный расцепитель должен срабатывать при напряжении (75%-110%)Uном. Катушка дистанционного расцепителя расчитана на кратковременную работу и поэтому должна включаться через блок-контакты выключателя; Расцепители минимального напряжения и дистанционные расцепители изготавливаются на напряжения: 110В, 127В, 220В, 380В, 415В переменного тока частотой 50, 60Гц.; Блок-контакты автоматического выключателя допускают в продолжительном режиме нагрузку номинальным током 1А. Ток включения не должен быть выше 10А. При отключении блок-контактов в цепи переменного тока напряжением 220В и коэффициентом мощности не менее 0.5 предельный ток отключения не более 1А, а при напряжении 400В предельный ток отключения 0.5А. В цепи постоянного тока 220В и постоянной времени цепи не более 0.05 сек допускается предельный ток отключения не более 0.15А;


Основные характеристики автоматических выключателей.

  • Номинальный ток выключателей – величина тока, на которую рассчитан корпус и главные контакты автоматов для проведения электрического тока в продолжительном режиме. Данная характеристика указывается в каталогах производителей, и влияет на предельную коммутационную способность автоматов. Зачастую путают величину номинального тока и величину уставки теплового расцепителя.
  • Уставка срабатывания при токах перегрузки– величина тока, при превышении которой происходит срабатывания автомата при перегрузке. В зависимости от серии и типа расцепителя скорость срабатывания при превышении уставки варьируется
  • Уставка автоматического выключателя по короткому замыканию –величина тока, при котором происходит срабатывании расцепителя при мгновенном увеличении пропускаемого тока.
  • Время токовая характеристика автоматического выключателя – зависимость скорости выключения автоматов превышении тока выше выставленных значений. Знание время токовой характеристики необходимо для построения селективной цепи, обеспечивающей отключении нижестоящего в цепи оборудования. При реализованной селективной защите, в случае короткого замыкания в одной из комнат квартиры, срабатывает автомат обеспечивающий защиту только данной цепи, без обесточивания всей квартиры.
  • Номинальное напряжение – напряжении, е на которое рассчитан корпус выключателя. Большинство отечественных автоматов рассчитано на 660В переменного тока, и 220 440В постоянного тока.
  • Предельная коммутационная способность автомата – предельная величина тока, при которой автомат совершит три срабатывания до полного разрушения. Среди конструкторов российских предприятий по трактовке данной характеристики нет единого мнения, поэтому аналогичные аппараты, например ВА 5735 и ВА 0436 имеют разную величину ПКС
  • Наибольшая коммутационная способность – предельная величина тока которую выключатель сможет отключить.

Небольшая статья о функциях максимальной токовой защиты, выборе минимального и максимального значения тока срабатывания аппарата МТЗ Величина электрического тока – это, пожалуй, наиболее важный параметр работы электроустановки или электропривода. Превышение максимально допустимого значения тока может привести к разрушению проводников и выхода из строя оборудования. Причиной возрастания тока может быть не только короткое замыкание, но и перегрузка в цепи. В любом случае, любая электрическая цепь нуждается в защите от возникновений в ней токов недопустимых значений, которую в электротехнике принято называть максимально-токовой защитой (МТЗ). МТЗ цепей и оборудования реализуется с помощью таких элементов как автоматические выключатели, предохранители, плавкие вставки и, разумеется, максимально-токовые реле. Выбор номинала устройства или аппарата МТЗ – дело чрезвычайно ответственное. Ошибка в этом выборе приведет к тому, что защита будет отличаться частыми ложными срабатываниями, либо попросту будет неэффективной, что само собой недопустимо. Поэтому, оставив в стороне русское «авось», следует предельно точно рассчитать необходимый номинальный ток аппарата МТЗ. Минимальную величину «уставки» – тока срабатывания защиты – можно определить, исходя из мощности потребителей, включаемых в цепь на продолжительные промежутки времени. Для однофазных потребителей, (например, для линии розеток домашней электропроводки), будет достаточно поделить суммарную мощность в ваттах на напряжение сети – 220 вольт. Коэффициентом мощности в квартире можно пренебречь, полагая нагрузку чисто активной. Для трехфазных потребителей можно рассчитать ток в каждой фазе, пользуясь фазным напряжением и мощностью электроприемников, подключенных к этой фазе. Если МТЗ устанавливается для электродвигателя, то величину полученного электрического тока необходимо будет поделить на коэффициент мощности, примерно равный 0,7. Таким образом, достаточно выбрать аппарат с номиналом, немного превышающим расчетное значение тока, и получим защиту от короткого замыкания. При этом, конечно, не надо забывать, что подавляющее большинство аппаратов МТЗ имеют возможность регулирования уставки в некоторых пределах вокруг номинала. И, несмотря на то, что при проведении электромонтажных работ чаще всего и ограничиваются только выбором уставки МТЗ по максимальной нагрузке, нельзя пренебрегать и защитой от токов перегрузки. Очень важно соответствие характеристики автоматического выключателя типу потребителя. Так для «розеточной» сети проводки, как правило, выбирается «автомат» на 25 ампер типа «С». Для сетей освещения, обычно устанавливается автоматический выключатель на 16 или 10 ампер. Такой вариант проверен практикой и, безусловно, подойдёт для защиты электропроводки большинства жилых или офисных помещений. Тем не менее, для вводных автоматов и рубильников с плавкими вставками лучше определять и верхний предел уставки МТЗ. Ток короткого замыкания в цепи определяется косвенно: при отключенном электропитании фазная жила в конце кабельной линии соединяется с рабочей нулевой жилой. Затем измеряется полное сопротивление образовавшейся петли «фаза-нуль». Фазное напряжение делится на измеренное сопротивление. Полученный результат и будет значением тока короткого замыкания. При этом для точных измерений, конечно лучше использовать не мультиметр, а специальный поверенный прибор, определяющий активное сопротивление с высокой точностью.

Читайте так же:
Конструкция автоматического выключателя а3700

Пример 2. Расчет автоматического выключателя групповой цепи кухни


примеры расчета автоматических выключателей
Во втором примере посчитаем, какой автоматический выключатель нужно выбрать для кухонной электропроводки, которую правильно называть розеточная групповая цепь электропроводки кухни. Это может быть кухня квартиры или дома, разницы нет.

Статьи по теме: Сгорел счетчик – что делать

Аналогично первому примеру расчет состоит из двух расчетов: расчет тока нагрузки электрической цепи кухни и расчет тока теплового расцепителя.

Расчет тока нагрузки

  • Напряжение сети Uн = 220 В;
  • Расчетная мощность Рр = 6 кВт;
  • Коэффициент мощности COSφ = 1;

1. Расчетную мощность считаем, как сумму мощностей всех бытовых приборов кухни, умноженной на коэффициент использования, он же коэффициент использования бытовой техники.

2. Коэффициент использования бытовой техники это поправочный коэффициент, уменьшающий расчетную (полную) потребляемую мощность электроцепи и учитывающий количество одновременно работающих электроприборов.

То есть, если на кухне установлено 10 розеток для 10 бытовых приборов (стационарных и переносных), нужно учесть, что все 10 приборов одновременно работать не будут.

Коэффициент использования

Рассчитать коэффициент использования для простой группы можно самостоятельно.

  • Выпишите на листок планируемые бытовые приборы.
  • Рядом с прибором поставьте его мощность по паспорту.
  • Просуммируйте все мощности приборов по паспорту. Это Pрасчет.
  • Подумайте, какие приборы могут работать одновременно: чайник+ тостер, микроволновка+блендер, чайник+микроволновка+тостер, и т.д.
  • Посчитайте суммарные мощности этих групп. Рассчитайте среднюю суммарную мощность групп одновременно включаемых приборов. Это будет Pноминал (номинальная мощность).
  • Разделите Pрасчет на Pноминал, получите коэффициент использования кухни.

На самом деле, в теории расчетов коэффициент использования внутри дома (без инженерных сетей) и квартиры принимается равным, единице, если количество розеток не больше 10. Это так, но на практике, именно коэффициент использования позволяет работать современным бытовым приборам кухни на старой электропроводке.

Примечание:

В теории расчетов 1 бытовая розетка планируется на 6 кв. метров квартиры (дома). При этом:

  • коэффициент использования=0,7 –для розеток от 50 шт.;
  • коэффициент использования=0,8 –розеток 20-49 шт.;
  • коэффициент использования=0,9 –розеток от 9 до 19шт.;
  • коэффициент использования=1,0 –розеток ≤10шт.

Статьи по теме: Аппараты электрической защиты: автомат и предохранитель

Вернемся к автоматическому выключателю кухни. Считаем номинал тока нагрузки кухни:

  • Iр = Рр / 220В;
  • Iр = 6000 / 220= 27,3 А.
  • Iрасчет.= Iр×1,1=27,3×1,1=30А

По сделанному расчету выбираем номинал автомата защиты для кухни в 32 Ампер.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector