Меню

Датчики защиты от токов кз

Защита от короткого замыкания

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

В процессе эксплуатации электрических сетей и электрооборудования часто возникают аварийные (нештатные) режимы работы, при которых могут значительно меняться показатели качества (параметры) электроэнергии в распределительной сети. Время ликвидации аварийного режима напрямую влияет на тяжесть его последствий. С целью снижения последствий развития аварии необходимо обеспечить быстрое отключение поврежденного участка при помощи специальных автоматических защитных устройств. Назначение этих устройств – выявление места повреждения и быстрое отделение поврежденного участка электрической сети от неповрежденной части.

Рассмотрим наиболее распространенные аварийные ситуации, с которыми сталкиваются бытовые потребители электроэнергии. В бытовой сети 220 В переменного тока можно выделить два основных аварийных режима: короткое замыкание (К.З.) и перегрузка. Коротким замыканием в данном случае называется нарушение нормальной работы электрической установки, вызванное замыканием фазного и нулевого проводников между собой, либо замыканием фазного и защитного проводника (замыкание на землю). При возникновении КЗ ток в фазном проводе увеличиваются по сравнению с нормальным значением, а напряжение короткого замыкания наоборот – снижается. В режиме перегрузки ток, протекающий по проводам, превышает допустимую (расчетную) величину для данной электрической сети, а напряжение практически не меняется. В обоих случаях длительное протекание тока короткого замыкания (перегрузки) вызывает нагрев проводников, вплоть до расплавления и возможности дальнейшего возникновения очага возгорания (пожара).

Для реализации защиты от перегрузки и токов короткого замыкания в бытовой сети 220 В, как правило, применяются автоматические выключатели (АВ) или, за редким исключением, предохранители. Эти защитные аппараты отключают от питающей электрической сети поврежденный участок (элемент), который послужил причиной возникновения аварийного режима работы, с целью исключения развития аварии и снижения негативных последствий. В настоящее время для бытовой сети 220 В применяются только автоматические выключатели, которые оснащены, как правило, двумя расцепителями: электромагнитным (реагирует на КЗ) и тепловым (реагирует на перегрузку по току). В сравнении с автоматическими выключателями предохранители имеют существенные недостатки и практически исключены из бытового применения, за исключением зданий и помещений старого фонда. Одним из основных условий для выбора автоматических выключателей является мощность подключаемых электроприборов.

Пример изображений автоматического выключателя и предохранителя:

автоматический выключатель

Одним из основных условий надежного функционирования электрической сети и защиты электрооборудования в аварийных режимах на производстве и в промышленности является определение и расчет токов короткого замыкания. Данный вопрос не актуален для бытового потребителя и подробно изучается электротехническим персоналом, эксплуатирующим энергетические объекты и электрические распределительные сети.

Источник

Умный сайт для вашего энергокомплекса

Индикаторы короткого замыкания: обзор российского рынка изделий для контроля воздушных линий электропередачи

обзор российского рынка изделий для контроля воздушных линий электропередачи

Индикаторы короткого замыкания: с помощью чего искать повреждения воздушных линий в России

Рост количества погодных аномалий и ограниченное финансирование заставляют расширять использование современного оборудования. Рассмотрим доступные в России востребованные устройства: индикаторы короткого замыкания (ИКЗ) для воздушных линий электропередачи.

Устройства для индикации повреждений воздушной линии могут иметь разную конструкцию, но все они выполняют одну основную задачу — экономят деньги и время, о чем мы рассказывали ранее. В случае аварии на линии приходится проводить обход с визуальной инспекцией проводов, причем обычно в условиях плохих дорог и атмосферных осадков. Индикаторы коротких замыканий (ИКЗ) облегчают эту работу. На российском рынке присутствуют ИКЗ ведущих международных компаний, а также отечественных производителей. У каждого бренда свои особенности, которые могут быть полезны в разных условиях.

Некоторые бренды на рынке России

Немецкая компания Horstmann GmbH является одним из лидеров в разработке комплексных систем для индикации повреждений воздушных линий. Бренд производит все основные типы ИКЗ для разной силы тока, включая визуальные индикаторы, крепящиеся на проводах, а также системы дистанционного мониторинга.

«АНТРАКС». Это российская научно-производственная компания полного цикла с более чем 20-летним опытом работы. Крупнейший отечественный поставщик ИКЗ. У компании есть патентованная технология обнаружения повреждений ЛЭП. «Антракс» выпускает все основные типы ИКЗ, которые, в том числе, продаются за рубежом.

Aнализ игроков рынков по размеру выручки от реализации ИКЗ в процентном соотношении на 2017 г.

Amast Power Lines — российская инжиниринговая компания, в линейке продукции которой есть современный ИКЗ. У компании большая доля рынка благодаря поставке решений «под ключ».

Российская компания «Релематика» занимает заметную долю отечественного рынка ИКЗ и является одним из старейших игроков. Компания производит современные индикаторы, которые могут интегрироваться в геоинформационные системы управления энергосетями.

Норвежская компания Nortroll является одним из старейших европейских производителей оборудования для энергетики. У Nortroll есть линейка ИКЗ — это современные программируемые устройства с расширенным функционалом.

Конструкторское бюро «АСТРОН» известно в России разработками тепловизоров для военного и гражданского применения. Также компания в 2008 г. разработала первый собственный ИКЗ, адаптированный для российских воздушных линий электропередачи.

Базовые ИКЗ для установки на проводах

Наиболее доступные и простые в установке индикаторы, которые можно видеть во время инспекции линии электропередачи. Представляют собой небольшой прибор, который крепится на проводе или другом элементе линии, и сообщает о коротком замыкании с помощью цветового или светового сигнала.

В списке решений от Horstmann есть простейшие ИКЗ, которые можно монтировать на провода и токопроводящие шины. Роторный ИКЗ оснащен пружиной, которая при протекании тока короткого замыкания передвигает флажок индикатора, выкрашенный с одной стороны в яркий цвет. Порог срабатывания от 150 А.

Horstmann Rotor System

Преимуществом такого ИКЗ является надежность, но после срабатывания его необходимо снова взвести вручную. Жидкостный ИКЗ лишен этого недостатка, так как индикатор окрашивается под действием магнитного поля КЗ и снова становится прозрачным через несколько часов после устранения проблемы.

Horstmann Fluid System

Horstmann Fluid System в режиме ожидания (слева) и в положении срабатывания

У компании «Антракс» есть линейка ИКЗ, которые монтируются на провода, а также небольшое семейство устройств для монтажа на опорах ЛЭП. В отличие от жидкостных и роторных ИКЗ от Horstmann, простейший ИКЗ-В31 от «Антракс» оснащен светодиодами, которые в дневное время видны с расстояния до 100 м невооруженным глазом (без бинокля). При этом разные алгоритмы мигания светодиодов позволяют издалека определить тип повреждения ЛЭП. Питание осуществляется от литиевого аккумулятора со сроком службы 10 лет в режиме ожидания.

ИКЗ-В31 для сетей 6-35 кВ

ИКЗ-В31 для сетей 6-35 кВ

У ИКЗ-В31 порог срабатывания ниже, чем у роторных и жидкостных ИКЗ Horstmann, но при этом конструкция последних намного проще, а значит, потенциально надежнее и долговечнее.

ИКЗ «Антракс» для столбов имеет более простую конструкцию крепления и набор светоотражающих флажков, которые ночью хорошо видны в свете фонаря.

ИКЗ «Антракс» для монтажа на столб

ИКЗ «Антракс» для монтажа на столб

У простейшего ИКЗ из этой линейки, ИКЗ-В1, механическая индикация и надежная конструкция с емкостным питанием от сети. В нем нет аккумулятора и каких-либо устройств беспроводной связи.

Читайте также:  Генератор переменного тока с вращающимся полем

Простейшее решение Nortroll — индикатор Line Troll 110Eμ, который может определять междуфазное короткое замыкание и однофазное замыкание на землю.

Line Troll 110Eμ для сетей 6—69кВ

Line Troll 110Eμ для сетей 6—69кВ

Особенностью индикатора является наличие микропереключателей, которые позволяют программировать параметры срабатывания. ИКЗ может регистрировать непостоянные замыкания, сообщая об этом миганием индикатора зеленого цвета в течение 24 часов.

Возвращение ИКЗ в режим ожидания автоматическое: по времени или после нормальной подачи тока в сеть. Время жизни литиевой батареи 9-10 лет.

Line Troll 110Eμ можно применять на линиях с заземленной нейтралью. Он не подходит для линий с многосторонним питанием и кольцевых линий.

Продвинутые ИКЗ с возможностью подключения к сетям мониторинга

Наиболее совершенными ИКЗ для проводов у Horstmann является линейка индикаторов Navigator. Этот индикатор сигнализирует о неисправности с помощью светодиодов, хорошо заметных издалека, особенно в темное время суток.

Horstmann Navigator-LM (A)

Horstmann Navigator-LM (A) для воздушных линий

Как и другие ИКЗ, Navigator можно крепить на провод с помощью специальной штанги без отключения напряжения. При этом крепление ИКЗ достаточно надежное, чтобы выдержать ветер до 200 км/ч. Отличительная особенность индикаторов – это возможность использования на линиях до 220 кВ (Smart Navigator 2.0 HV).

Индикатор может хранить данные о нагрузке на линии за последние 72 часа, что снижает риск ложного срабатывания в сетях, где есть сильные колебания нагрузок. Автоматический сброс аварийной индикации можно настроить в широком диапазоне от 4 часов до недели. Индикаторы Navigator с приставкой Smart в названии могут быть частью дистанционной системы мониторинга с передачей данных через сети GSM.

ИКЗ «Антракс» для монтажа на провод

ИКЗ «Антракс» для монтажа на провод

У компании «Антракс» ИКЗ с индексом «Л» могут применяться для удаленного обнаружения коротких замыканий. Например, индикатор ИКЗ-В34Л может связываться с терминалом выездной бригады по прямому Bluetooth-каналу на небольшом расстоянии или с удаленным центром управления энергосистемой через GSM.

Конструкторское бюро «АСТРОН» предлагает индикатор АСТРОН-8080 УХЛ1 для линий 6—35 кВ. Он обнаруживает междуфазные короткие замыканиях, измеряя электромагнитную индукцию при скачках силы тока в поврежденных фазах.

АСТРОН-8080 УХЛ1

Особенностью индикатора является его способность регистрировать низкие токи от 4 А, что актуально в российских сетях. ИКЗ имеет очень прочный поликарбонатный корпус, устойчивый к ультрафиолету. АСТРОН-8080 оснащен яркими светодиодами для индикации, а также модулями GPS и GSM. Последние позволяют интегрировать индикаторы в обширную сеть мониторинга. В случае срабатывания, оператор немедленно получает SMS с координатами места события. Также данные могут отправляться на компьютер центра управления сетью. Срок службы аккумулятора 7 лет в режиме ожидания, общий срок службы прибора 15 лет.

В линейке продукции Nortroll есть индикатор LineTroll r400D для монтажа на опору ЛЭП с напряжением 6—69 кВ. Он способен обнаружить однофазное замыкание на землю в диапазоне 0,5—60 А. Низкий порог срабатывания зачастую особенно полезен в российских условиях. Также индикатор способен определять междуфазное короткое замыкание 50—1000 А. Светодиодная индикация может отображать устойчивые и неустойчивые повреждения линии, причем специальные линзы могут направлять свет в нужную сторону. Срок службы аккумулятора 8 лет в режиме ожидания.

LineTroll r400D

LineTroll r400D — умное устройство с модулями GPS и GSM, а также возможностью настройки с близкого расстояния через радиоканал 2,4 ГГц. ИКЗ имеет счетчик неисправностей, может подключаться дистанционно к пульту управления, настраиваться через SMS с мобильного телефона.

Комплексные решения для мониторинга ИКЗ

У компании «Релематика» есть только один ИКЗ — светодиодный индикатор повреждения воздушной линии (ИПВЛ). Этот прибор имеет ряд особенностей: корпус из нержавеющей стали, выдерживающий падение с высоты 10м. Аккумулятор имеет увеличенный срок службы до 8 лет в режиме ожидания. Диапазон срабатывания от 100 А до 650 А с шагом 10 А. Индикатор способен различать короткое замыкание или однофазное замыкание на землю на линиях 6-35 кВ.

ИПВЛ имеет радиопередатчик 433 МГц для связи с пультом управления на расстоянии до 25 м, а также GSM-модуль. Индикатор может интегрироваться в геоинформационную систему ОМП ВЛ, используя трансмиттеры с питанием от солнечных панелей.

ИПВЛ от «Релематика»

ИПВЛ от «Релематика»

ИПВЛ регистрирует неисправность, трансмиттер ретранслирует показания индикатора через сеть GSM в центр управления, где место и характер неисправности отображается на цифровой карте. Одновременно производится рассылка SMS и электронных писем персоналу. Наличие комплексного решения является преимуществом, когда предприятие намерено развернуть масштабную сеть мониторинга.

У Amast Power Lines всего один индикатор APL-ИКЗ для линий 6—35 кВ, но с помощью специального программного обеспечения параметры работы ИКЗ могут настраиваться в широких пределах. Индикатор может обнаруживать трехфазные, двухфазные замыкания, а также однофазные замыкания на землю с малыми токами от 0,5 А.

Настройка APL-ИКЗ требует квалификации, но при этом индикаторы могут выступать в роли датчиков масштабной системы мониторинга воздушных линий электропередачи. Разработчик предлагает комплексное решение: опоры ЛЭП с установленными ИКЗ и телеметрическими приборами для автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии.

APL-ИКЗ

Помимо дистанционного мониторинга, APL-ИКЗ может обеспечить прогнозирование неисправностей с помощью машинного анализа данных, собранных за год-два измерений на линии электропередачи.

Как выбрать наиболее подходящее решение

Технические характеристики современных ИКЗ схожи, приборы известных брендов имеют хорошее качество сборки и техподдержку. Все используют изолированные магнитные датчики для обнаружения замыканий и могут монтироваться на провода под напряжением.

Выбор необходимо делать, исходя из локальных условий, цены и последующих планов расширения системы мониторинга в сторону более эффективных дистанционных комплексных решений.

В частности, в России у большинства воздушных линий электропередачи от 6 кВ до 35 кВ изолирована нейтраль. В итоге у таких линий ниже токи однофазного короткого замыкания на землю. За рубежом токи выше, так как нейтраль заземлена. ИКЗ российского производства учитывают эту особенность и могут быть более эффективны в обнаружении таких часто встречающихся замыканий.

Простые ИКЗ решают большинство задач, но в ряде случаев более целесообразно приобрести продвинутые ИКЗ с дополнительными функциями. Такие индикаторы могут подключаться к дистанционной системе мониторинга и сводить к минимуму время работы выездной бригады, так как место аварии будет точно известно. Также подобные ИКЗ способны регистрировать неустойчивые отказы, например, связанные с ростом напряжения между фазой и землей из-за замыкания на землю. В случае протяженных ЛЭП в труднопроходимой местности продвинутые ИКЗ с подключением к дистанционному мониторингу — наилучший выбор.

При выборе в пользу простых в монтаже и обслуживании индикаторов для опор ЛЭП следует иметь в виду, что есть ряд ограничений по месту установки таких индикаторов. Так, подобные индикаторы нельзя монтировать рядом с параллельной линией, на опорах, где заземление проходит между фазными проводами и индикатором.

Источник

Виды защит от токов КЗ

Электричество, стоящее на службе Человечества уже более ста лет, остается физической сущностью непредсказуемой и опасной – как для технических устройств, использующих его для своей работы, так и для человека, их обслуживающих. Поэтому обязательным элементом систем электрического снабжения, вне зависимости от номинала напряжения и силы тока, являются защитные устройства различного назначения и принципа действия.

Читайте также:  Устройство для зарядки асимметричным током

Какими бывают защитные устройства

Классификация устройств, которые делают безопасными электрические сети, довольно сложна. По той причине, что одно и то же устройство применяется в различных областях и с разными целями. А алгоритм их работы нередко состоит из нескольких этапов, каждый из которых может быть использован для защиты как единственный метод. Основными критериями классификации являются:

  • По сфере применения – для защиты людей или технических устройств.
  • По способу реакции – пассивные и активные.

В подавляющем большинстве случаев принцип их работы основан на физическом проявлении действия электрического тока – нагреве или притягивании металлических деталей в поле действия магнитного поля, им порожденного.

Пассивные устройства защиты

В первую очередь, это заземление и зануление. По своей физической сущности они похожи, но по назначению различаются. Защитное действие заземления основано на двух явлениях:

  1. Ток короткого замыкания, возникающий между фазной линией и нулевым проводником (или между фазами) при малом сопротивлении среды, имеет свойство лавинообразного нарастания силы. Это приводит к возникновению электрической дуги и мгновенному разогреву проводников, участвующих в процессе, что используется для работы активных систем защиты – плавких предохранителей и автоматических выключателей.
  2. Ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Если корпус электроприбора заземлить, то в случае аварии – частичном пробое фазы на него, человек не получит электрической травмы.

Стоит строго различать техническую нейтраль и заземляющий проводник. Первая является общей точкой трех обмоток силового трансформатора, соединенных звездой. Во время работы электроустановки по ней течет ток.

Ее используют для защиты потребителей трехфазного тока (электродвигателей) в случае межфазного или однофазного короткого замыкания на землю. Второй не имеет мест физического подключения к линиям электропередач и применяется для защиты людей от поражения электрическим током. В статье «Земля в электротехнике» подробно расписаны отличия этих двух понятий.

МолниеотводСвойство тока двигаться по пути наименьшего сопротивления используется и в том случае, когда требуется защита от атмосферного электричества. Для этого на крыше здания или рядом с ним устанавливают вертикальный штырь (громоотвод), который напрямую соединяют с физической землей.

Частным видом пассивной защиты можно считать работу балластного трансформатора, обеспечивающего стабильность питающего напряжения. Сглаживание происходит за счет того, что возникающий в его сердечнике магнитный поток имеет противоположное породившему его току направление.

Броня кабеля

Физическая защита кабеля, проложенного в земле, также относится к пассивной. Хотя она и не связана с прямым действием электрического тока. Она заключается в устройстве оболочки из металла – она может быть как его конструктивной частью, тогда он называется «бронированным».

Активные устройства защиты

Наиболее разнообразные по принципу работы и назначению виды защиты.

Стабилизаторы

Защита от перепадов напряжения является залогом безаварийной работы многих электроприборов. В цепях переменного тока стабилизаторы делают на основе автотрансформаторов, которые в чистом виде являются пассивными. Для их активизации в схему включается устройство, сравнивающее входное и выходное напряжение. По способу реакции на отклонение от заданных параметров они бывают двух типов:

  1. Релейные, в которых группа силовых реле обеспечивает переключение точки съема напряжения с обмотки автотрансформатора.
  2. Серверные – бегунок на автотрансформаторе вращается электромотором специального назначения (сельсин-датчик). Чем больше разница между напряжениями на входе и выходе, тем на больший угол он поворачивается.

Больше узнать о стабилизаторах можно узнать тут.

Предохранители, термореле и автоматические выключатели

Предохранитель ПННаиболее простым способом защита от перегрузки осуществляется так называемыми плавкими предохранителями. Основой их конструкции является металлический проводник, сечение и длина которого позволяют выдерживать ему токи определенной величины. При их лавинообразном нарастании в случае короткого замыкания металл нагревается и плавится, разрывая цепь.

Недостатком предохранителей является их одноразовость, а также неизбирательность действия: они могут или не успеть отключить потребителя или сделать это слишком рано. Последний случай характерен для запуска асинхронных электродвигателей, обмотки которых соединены треугольником. Он сопровождается трехкратным увеличением силы тока в цепи.

Тепловое релеЭлектрическая перегрузка может быть вызвана излишним физическим сопротивлением работе электродвигателя. Для ее предотвращения используются термореле. Это устройство состоит из отрезка нихромовой проволоки, играющей роль нагревательного элемента, и биметаллического размыкателя, вокруг которого она обвита.

Чрезмерная нагрузка на валу провоцирует увеличение силы тока в обмотках. Это, в свою очередь, ведет к нагреванию чувствительного элемента реле, деформации контактов размыкателя и отключению потребителя от сети. Такие защитные устройства не рассчитаны на мгновенное отключение в случае аварии. В этом их главный недостаток.

Автоматический выключательАвтоматические выключатели – это комплексные устройства, реагирующие на два проявления действия электрического тока – притягивание проводников и нагрев. В их конструкции есть соленоид – катушка с подвижным сердечником, и биметаллический контакт.

Первый срабатывает при превышении тока сверх номинального, возникающего чаще всего при коротком замыкании. Однако, если потребляемый электроустановкой ток выше указанного на корпусе автоматического выключателя, то он будет отключать сеть и при обычных условиях. Достоинство этого прибора в их универсальности и возможности мгновенного отключения потребителей.

Дифференциальные измерители

Это такие аппараты защиты, действие которых основано на определении дисбаланса между фазной линией и технической нейтралью – общей точке трех фазных обмоток, включенных по схеме «звезда». Они могут использоваться как для защиты электроустановок, так и людей. Их называют УЗО – устройство защитного отключения.

УЗОВ основе их конструкции лежит дифференциальный трансформатор. Он состоит из ферритового кольца и одной обмотки на нем, которая и играет роль индикатора дисбаланса. В однофазной бытовой сети через ферритовое кольцо пропущены фазный проводник и нейтраль. Направления токов в них противоположны и уравновешивают друг друга, поэтому во вторичной обмотке ток не течет.

Если человек касается токоведущей части и электричество уходит через него в землю, то в нейтральном проводнике движение электронов прекращается, баланс нарушается и во вторичной обмотке возникает ток. Он усиливается и приводит к движению сердечника соленоида, который размыкает контакты. Подробнее об устройстве и принципе работы УЗО читайте здесь.

Защита генераторов и других промышленных электроустановок осуществляется трехфазными УЗО. Принцип их работы тот же, что и однофазного. Однако они способны реагировать не только на замыкание фазы на землю, но также на обрыв одной из них или замыкание между ними.

Отличие дифференциальных автоматов от выключателей в том, что они срабатывают мгновенно, без временной задержки. Поэтому на их корпусе нет буквенных маркировок: A, B, C или D. Только номинал срабатывания, величина которого в тысячи раз меньше, чем у автоматического выключателя.

Читайте также:  Что необходимо сделать в первую очередь при оказании первой медицинской помощи при поражении током

Для сравнения: автоматический выключатель С32 срабатывает при пятикратном превышении рабочего тока – 160 ампер. УЗО, для которого ток в 32 ампера может быть номинальным, срабатывает при возникновении дисбаланса между фазами, исчисляемому в миллиамперах (стандартными являются значения от 10 до 300 мА).

Отличие УЗО от дифавтомата

В последнее время электротехническая промышленность стала выпускать защитные устройства, в которых объединены УЗО и АВ. Их называют «автоматические выключатели дифференциального тока» и обозначают как АВДТ. Они защищают от комплекса аварийных ситуаций: всех видов коротких замыканий, а также физической перегрузки, сопровождающейся нагревом проводников.

Их применение существенно упрощает проведение электромонтажных работ и позволяет одновременно защитить как электроустановку, так и людей, ее обслуживающих. Чтобы научиться отличать АВДТ от УЗО, ознакомьтесь с этой статьей.

Включение устройств защиты в схемы питания электроустановок является обязательным условием их безаварийной эксплуатации. Оно регламентируется своеобразной библией электрика – Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). А также другими документами. Такими, как Правила технической эксплуатации электроустановок (ПУЭ) и Межотраслевые правила охраны труда при эксплуатации электроустановок (МПОТ).

Источник



Выбор аппарата защиты от сверхтока.

Выбор аппарата защиты от сверхтока

Аппаратами защиты от сверхтоков (токов короткого замыкания и перегрузки) являются автоматические выключатели, дифференциальные автоматические выключатели и предохранители.

В соответствии с п. 433.1 ГОСТ 30331.5-95 устройства защиты должны отключать любой ток перегрузки, протекающий по проводникам, раньше чем такой ток мог бы вызвать повышение температуры проводников, опасное для изоляции, соединений, зажимов или среды, окружающей проводники.

Поэтому необходимо обеспечить согласованность выбранных проводников и аппаратов защиты. Такая согласованность в соответствии с п.433.2 ГОСТ 30331.5-95 должна обеспечиваться выполнением следующих двух условий:

  • Iр — Расчетный (рабочий) ток сети;
  • Iнз — Номинальный ток аппарата защиты;
  • Iд — Допустимый длительный ток кабеля;
  • Iсрз — Ток обеспечивающий надежное срабатывание аппарата защиты, его принимают равным:
    • — Току срабатывания при заданном времени срабатывания для автоматических выключателей;
    • — Току плавления плавкой вставки при заданном времени срабатывания для предохранителей.

На токе срабатывания автоматического выключателя остановимся более подробно, для исключения разночтений данного требования:

В соответствии с п. 3.5.16 ГОСТ Р 50345-99 Установленное значение тока, вызывающее расцепление выключателя в пределах заданного времени — это так называемый условный ток расцепления, который согласно п. 8.6.2.3 для автоматического выключателя равен 1,45 его номинального тока.

Таким образом вышеприведенное условие №2 для автоматических выключателей будет иметь следующий вид:

т.к. коэффициент 1,45 находится и в левой, и в правой частях данного уравнения его можно сократить (1,45Iнз⩽1,45Iд) в результате условие №2 для автоматических выключателей примет вид:

где: Iнав — номинальный ток автоматического выключателя

т.е. номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше либо равен длительно допустимому току кабеля, что в свою очередью является частью первого условия. Таким образом проверять автоматические выключатели по условию №2 не требуется.

Примечание: Защита выбранная по вышеприведенной методике в соответствии с п.433.2 ГОСТ 30331.5-95 не обеспечивает полной защиты в некоторых случаях, например от длительного сверхтока, меньшего по значению, чем Iсрз, и не всегда обеспечивает экономически целесообразное решение.

При этом предполагается, что электрическая сеть спроектирована так, что небольшие перегрузки с большой продолжительностью будут иметь место не часто.

Важно! В случае если в рассчитываемой сети могут иметь место небольшие перегрузки в течении длительного периода времени автоматический выключатель для ее защиты следует выбирать исходя из следующих условий:

т.е. расчетный ток сети должен быть меньше либо равен, номинальному току автоматического выключателя, а номинальный ток автоматического выключателя умноженный на коэффициент 1,13 должен быть меньше либо равен длительно допустимому току кабеля.

ВЫВОД: Исходя из вышесказанного, номинальный ток автоматических выключателей, предназначенных для защиты сети от перегрузки, должен выбираться по следующим условиям:

  • для сетей в которых исключена возможность возникновения небольших но продолжительных перегрузок:
  • для сетей в которых могут иметь место небольшие но продолжительные перегрузки:
  • Iр — Расчетный (рабочий) ток сети;
  • Iнав — Номинальный ток автоматического выключателя
  • Iд — Допустимый длительный ток кабеля;

Выбор номинального тока автоматического выключателя производится исходя из приведенных выше условий из ряда стандартных значений, при этом согласно пункту 3.1.4. ПУЭ номинальный ток аппарата защиты следует выбирать по возможности наименьшим по расчетному току сети.

ряд стандартных значений номинальных токов автоматических выключателей

Расчет и выбор аппарата защиты сети от тока короткого замыкания (тока КЗ):

Согласно пункту 3.1.8. ПУЭ электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения. При этом указано, что надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в пункте 7.3.139, в соответствии с которым ток однофазного КЗ, должен превышать не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

Таким образом согласно ПУЭ аппараты защиты от тока короткого замыкания следует выбирать исходя из следующих условий:

  • для предохранителей:
  • для автоматических выключателей:
  • Iнп — номинальный ток плавкой вставки предохранителя
  • Iнав — номинальный ток автоматического выключателя
  • I1кз — ток однофазного короткого замыкания

Однако в том же пункте (3.1.8.) ПУЭ дана ссылка на пункт 1.7.79. в котором говорится, что в системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать следующих значений:

  • 0,4 секунды — в групповых сетях
  • 5 секунд — в распределительных сетях

Примечание: При определенных условиях допускается в сетях питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов время отключения более 0,4 секунды, но не более 5 секунд (в настоящей статье данный вопрос не рассматривается, подробнее об этом вы можете прочесть в пункте 1.7.79 ПУЭ).

Выбор аппарата защиты от сверхтока 2

Изучив время-токовые характеристики автоматических выключателей можно увидеть, что выбранные, по приведенной выше методике (6Iнав ⩽ I1кз), автоматические выключатели не всегда будут способны обеспечить требуемое время автоматического отключения в групповой сети (0,4 секунды). Поэтому для выбора защиты групповых сетей от тока КЗ целесообразно использовать следующее условие:

  • I1кз — ток однофазного короткого замыкания;
  • 1,1 — коэффициент запаса — учитывает погрешность расчета, отклонение величины питающего напряжения и т.д. (может применяться другое значение коэффициента запаса, однако оно в любом случае не должно быть меньше чем 1,1)
  • Iмр— максимальный ток мгновенного расцепления — зависит от характеристики срабатывания автоматического выключателя и составляет:
    • при характеристике «B» — 5Iном.автомата
    • при характеристике «C» — 10Iном.автомата
    • при характеристике «D» — 20Iном.автомата

Источник