Защита автоматическими выключателями сетей до 1000 В. Выбор уставок срабатывания автоматических выключателей.

Ответ: В сетях и установках напряжением до 1000 В возможны ненормальные режимы, связанные с увеличением тока (сверхтоком), к которому приводят перегрузки, самозапуск электродвигателей, короткое замыкание. Эти ненормальные режимы могут привести к повреждению электрических сетей и оборудования, созданию ситуаций, опасных для персонала. Поэтому сети и установки должны быть защищены от перегрузок и токов короткого замыкания. Согласно ПУЭ сети разделяют на защищаемые от перегрузок и токов короткого замыкания и на защищаемые только от токов короткого замыкания. Защите от перегрузок подлежат следующие сети: внутри помещений, выполненные проложенными открыто незащищенными изолированными проводами или проводами с горючей оболочкой;
внутри помещений, выполненные защищенными проводами, проложенными в трубах, несгораемых строительных конструкциях и т.п.; сети освещения общественных и торговых помещений, служебно-бытовых помещений промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также пожароопасных производственных помещений; силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режима работы сетей может возникать их длительная перегрузка; сети всех видов во взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сетей.
Все остальные сети не требуют защиты от перегрузок и должны быть защищены только от токов короткого замыкания.
Основными аппаратами защиты сетей напряжением 380...660 В являются предохранители с плавкими вставками и автоматические воздушные выключатели. От них требуются кратчайшее время отключения и обеспечение селективности. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания расцепителей автоматических выключателей должны быть минимально возможными, но не приводящими к отключению цепи при пуске электродвигателей и кратковременных перегрузках.

Защитные аппараты устанавливают в начале каждой ветви сети, т.е. на каждой линии, отходящей от шин подстанции и силовых пунктов, на каждом ответвлении от линии, на трансформаторных вводах. Предохранители применяют в основном для защиты электроустановок от токов короткого замыкания.

Рис. 5.10. Автоматический выключатель: 1 — дугогасительная решетка; 2, 5, 14 — элементы механизма свободного расцепителя; 3 — рукоятка; 4 — отключающая пружина; 6 — пружина; 7— собачка расцепителя; 8— термобиметаллический элемент; 9 — якорь электромагнита; 10— сердечник электромагнита; 11 — шинка расцепителей; 12 — гибкий проводник; 13 — ось; 15 — подвижный контакт; 16 — неподвижный контакт; 17 — шина; 18 — крышка; 19 — основание.

Автоматические выключатели, или автоматы, устройство одного из которых показано на рис. 5.10, применяют для защиты элементов сети от токов короткого замыкания и в качестве оперативных коммутационных аппаратов. Управление автоматами может быть ручным и дистанционным. Автоматы выпускают в одно-, двух- и трех- полюсном исполнении для сетей переменного и постоянного тока, выдвижными (с втычными контактами, расположенными с обратной стороны панели автомата) и невыдвижными (с передним присоединением). Расцепители автоматов бывают тепловыми (Т), электромагнитными (М), комбинированными (МТ), минимального напряжения, независимого питания.
Автомат характеризуют следующие показатели: номинальное напряжение — максимальное напряжение постоянного или переменного тока, при котором автомат нормально работает;
номинальный ток автомата /н а — максимальный длительный ток его главных контактов;
ток срабатывания автомата /Сра — наименьший ток, при кото ром автомат отключает электрическую цепь; предельный ток отключения /пра — наибольший ток, который можно отключить автоматом; номинальный ток расцепителя /нр — максимальный длительный ток, при котором расцепитель не срабатывает; ток уставки расцепителя /у — наименьший ток срабатывания расцепителя, на который тот настраивается; ток установки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя /у м, называемый током отсечки.
В зависимости от наличия механизмов, регулирующих время срабатывания расцепителей, автоматы делят на неселективные с временем срабатывания 0,02...0,1 с, селективные с регулируемой выдержкой времени и токоограничивающие с временем срабатывания не более 0,005 с.
Технические характеристики различных автоматов, в том числе подстанционных типа АВМ, приведены в табл. 5.3.
При выборе автоматов должны соблюдаться следующие условия: номинальный ток автомата /на и ток уставки расцепителя /у должны быть больше расчетного тока /р, т.е.
(5.50)

ток уставки мгновенного срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя /у м принимается в зависимости от пикового

тока линии I
(5.51)
(5.52)
где Iкр— ток уставки комбинированного расцепителя; Iпуск — пусковой ток электродвигателя.
Для тепловых расцепителей с регулируемой характеристикой, имеющей обратную зависимость от тока, должно соблюдаться условие (5.53) где Iтр — ток уставки теплового расцепителя.
При выборе предохранителей и автоматов важно обеспечить селективность (т.е. избирательность), которая заключается в последовательном отключении участков сети с определенными временными интервалами в направлении от места повреждения к источнику питания. Избирательность срабатывания автоматов достигается изменением времени их срабатывания. Избирательность в работе предохранителей с /в < 200 А будет обеспечена, если номинальный ток каждой последующей (по направлению тока) вставки будет отличаться от номинального тока предыдущей вставки не менее чем на две ступени.