Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Как выбрать сечение проводов и кабелей

Выбор максимальной токовой защиты - Как выбрать сечение проводов и кабелей

Оглавление
Как выбрать сечение проводов и кабелей
Требования к сетям, расчетная схема
Допустимые токовые нагрузки на провода, кабели и шины
Выбор максимальной токовой защиты
Выбор сечений проводов и кабелей по условию нагревания
Расчет сети по потере напряжения
Выбор сечения проводников по экономической плотности тока
Заключение
 

 
При эксплуатации электрической сети в отдельных ее участках бывают нарушения нормального режима работы и в проводниках могут возникнуть токи, превышающие расчетные. Возможно, например, увеличение тока линии в связи с перегрузкой двигателя. Увеличение тока при перегрузке, как правило, бывает небольшим, в пределах не выше нескольких десятков процентов номинальной нагрузки. Другой вид нарушения нормальной работы сети — короткое замыкание — связан в большинстве случаев с резким увеличением тока до нескольких десятков и даже сотен тысяч ампер.
Короткое замыкание может вызвать пожар из-за воспламенения покровов провода. Еще более опасные последствия может повлечь за собой короткое замыкание во взрывоопасном помещении, где приходится считаться с возможностью взрыва.
Несравненно менее опасна для проводников перегрузка. Кратковременная перегрузка проводников не представляет для них и для окружающей среды непосредственной опасности. Однако длительные перегрузки ведут к износу изоляции и снижению ее изоляционных свойств.
Защита сети от коротких замыканий является обязательной во всех случаях, и время ее действия должно быть минимальным для уменьшения теплового действия токов короткого замыкания.
Перегрузка является менее опасной, и в ряде случаев допускается отказ от применения защиты проводов и кабелей от перегрузки.
Защита проводов и кабелей электрических сетей напряжением до 1 000 В осуществляется плавкими предохранителями. автоматическими выключателями с тепловыми и электромагнитными расцепителя ми и магнитными пускателями или контактерами с тепловыми реле.
Наиболее простым и дешевым защитным аппаратом является плавкий предохранитель. Его защитным элементом является плавкая вставка, включаемая последовательно в цепь тока. При увеличении тока линии выше определенной величины температура плавкой вставки повышается и происходит ее расплавление, цепь тока разрывается, предохраняя провод линии от недопустимого перегрева.
Выбор предохранителей. Плавкая вставка предохранителя выбирается по номинальному току. Шкалы номинальных токов плавких вставок наиболее употребительных предохранителей типов ПР-2 и ПН-2 приведены в табл. П-7.
При выборе плавких предохранителей следует обеспечить выполнение двух условий.
Первое условие — номинальный ток плавкой вставки (А) должен быть не меньше длительного расчетного тока линии
(7)
где /дл — длительный расчетный ток линии, А
Второе условие связано с необходимостью предотвратить перегорание плавкой вставки от кратковременных толчков тока, вызванных пуском двигателей с коротко- замкнутым ротором, так как при пуске двигателя с короткозамкнутым ротором возникает пусковой ток, превышающий номинальный ток двигателя в 4—7 раз.
Величина пускового тока двигателя (А) определяется по формуле
(8)
где /н.дв — номинальный ток двигателя, A; Ki— кратность пускового тока, показывающая, во сколько раз пусковой ток двигателя больше номинального. Величины /н.дп и Ki определяются по каталогам или справочникам [Л. 6].
Чтобы плавкая вставка не расплавилась от пускового тока при пуске двигателя, должно выполняться одно из следующих условий.
При защите ответвления к одиночному двигателю с нечастыми пусками при длительности пускового периода не более 2—2,5 с (двигатели металлообрабатывающих станков, вентиляторов, насосов и т. п.)
(9)
При защите ответвления к одиночному двигателю с частыми пусками (двигатели кранов) или с большой длительностью пускового периода (двигатели центрифуг, дробилок, нагруженных транспортеров и т. п.)
(10)
При защите магистрали, питающей силовую или смешанную нагрузку,
(И)
В последних трех формулах /п — пусковой ток двигателя, А; /„р — максимальный кратковременный ток линии (А), равный
(12)
где /п — пусковой ток двигателя, при пуске которого кратковременный ток линии достигает наибольшей величины, А; /дЛ — длительный расчетный ток линии до момента пуска двигателя, определяемый без учета рабочего тока пускаемого двигателя, А.

* Величина знаменателя в формуле (10) принимается в зависимости от условий пуска двигателя: чем тяжелее пуск, тем меньше принимается знаменатель.

При выборе плавкой вставки ее номинальный ток должен удовлетворять соотношению (7) и одному из трех соотношений: (9), (10) или (11) в зависимости от условий пуска двигателя и от назначения линии (ответвление к двигателю или магистраль).

Результаты выбора плавких вставок предохранителя в примере 5 показывают, что предохранители не защищают двигатель с короткозамкнутым ротором от перегрузки. Действительно, номинальный ток двигателя 135 А, а номинальный ток плавких предохранителей 400 А. Если проводники питающей двигатель линии выбраны по номинальному току двигателя, как это обычно и делается, то они также не будут защищены от перегрузки. Таким образом, плавкий предохранитель в рассматриваемом случае защищает двигатель и проводники только от нагревания токами коротких замыканий.

Защита от перегрузки.

При необходимости иметь защиту от перегрузки применяют автоматические выключатели с тепловыми расцепителями или магнитные пускатели с тепловыми реле. Тепловые элементы расцепителя или реле нагреваются медленно и действуют только при длительном протекании тока. Пусковой ток двигателя не успевает нагреть эти элементы до температуры, при которой происходит действие тепловой защиты.
Отсюда следует, что тепловые расцепители автоматического выключателя и нагревательные элементы тепловых реле, установленных в магнитных пускателях, следует выбирать только по длительному расчетному току
(А) линии
(13)
Тепловая защита, являясь хорошей защитой от перегрузки, плохо защищает от коротких замыканий. Дело в том, что тепловые расцепители и нагревательные элементы тепловых реле действуют медленно и провода линии или проводники обмоток двигателя при протекании через них тока короткого замыкания могут быть повреждены прежде, чем сработает тепловая защита.
В связи с этим тепловая защита должна дополняться защитой от короткого замыкания. Последняя может быть выполнена в виде плавких предохранителей. В случае применения автоматического выключателя (автомата) с тепловыми расцепителями для защиты от перегрузки целесообразно для защиты от коротких замыканий применять электромагнитные расцепители. Такие автоматические выключатели с комбинированными расцепителями, содержащие тепловые и электромагнитные расцепители, получили широкое распространение. Они одновременно осуществляют защиту как от перегрузки, так и от короткого замыкания.
Номинальный ток (А) электромагнитного и комбинированного расцепителей автоматического выключателя выбирается по длительному расчетному току линии
(14)
Кроме того, указанные расцепители должны быть проверены по наибольшей величине кратковременного то-
ка линии при пуске двигателей. Понятно, что при пуске двигателей автоматический выключатель не должен отключаться. Это будет обеспечено, если ток срабатывания (А) (или ток трогания) расцепителя удовлетворяет условию
(15)
где /кр — наибольший кратковременный ток линии. А; 1,25 — коэффициент запаса, учитывающий разброс характеристик расцепителей автомата.
Необходимо отметить, что в зависимости от конструктивного выполнения некоторые расцепители допускают регулировку величины тока срабатывания; для других исполнений величина тока срабатывания не регулируется.



 
« История и перспективы развития энергетики России   Как выполняются заводские подстанции »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.