Выбор плавких предохранителей

Плавкий предохранитель должен защищать элемент электро­установки от токов к.з., а также от длительной перегрузки, если этого требует характер электрической сети. При этом надежная работа предохранителя обеспечивается, если номинальный ток от­ключения предохранителя I_{пр.откл} больше максимального расчет­ного тока к.з. I_{к max}, проходящего в защищаемом элементе, а но­минальное напряжение предохранителя U_пр.ном равно номинально­му напряжению сети, в которой он установлен. Плавкая вставка предохранителя не должна перегорать в нормальном режиме рабо­ты и при кратковременных перегрузках защищаемого элемента электроустановки.

Плавкие предохранители могут применяться в электрических сетях с различным характером нагрузки. Нагрузка может иметь постоянный характер без значительного увеличения тока при ее включении (освещение, асинхронные двигатели с фазным рото­ром). Бывают и такие нагрузки, характер которых вызывает крат­ковременные перегрузки элементов, защищаемых плавкими пре­дохранителями. Кратковременные перегрузки могут возникать в результате пуска или самозапуска асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, технологических перегрузок механизмов и по другим причинам; при этом предохранитель перего­рать не должен. Однако благодаря кратковременному характеру перегрузки (5 - 10 с), представляется возможным номинальный ток плавкой вставки выбирать меньшим тока перегрузки I_пер. Соотно­шение между током перегрузки и номинальным током плавкой вставки определяется коэффициентом перегрузки k_пер, установлен­ным на основании длительного опыта эксплуатации. При этом учи­тываются условия пуска электродвигателей в защищаемой сети. Различают тяжелые условия пуска, когда производятся частые пуски с большой длительностью разгона (10 с. и более), и легкие условия пуска, когда производятся редкие пуски с небольшой дли­тельностью разгона (до 10 с). Для тяжелых условий пуска реко­мендуется коэффициент принимать равным k_{п ep} = 1,6 - 2, а для легких условий пуска - равным k_пер = 2,5. В случае применения предохранителя с плавкой вставкой из легкоплавкого материала можно увеличить коэффициент kпер. При этом для тяжелых усло­вий пуска рекомендуется принимать k_nep = 3,75, а для легких условий пуска режим кратковременной перегрузки не учитывать.

Если в защищаемой предохранителями сети установлены маг­нитные пускатели или контакторы, то для исключения их отпуска­ния из-за снижения напряжения при коротких замыканиях плавкая вставка предохранителя должна перегореть за время t_пр = 0,1- 0,2 с при повреждении в наиболее удаленной точке сети. Из ана­лиза защитных характеристик предохранителей следует, что это условие обеспечивается при I_k / I_вс.ном = 10 - 15.

Таким образом, при выборе предохранителей для защиты линии сети напряжением U_c надо учитывать условия

U_пр.ном = U_c и I_{пр.откл} ³ I_к.max,                                      (5.1)

а его плавкую вставку выбирать с учетом следующего:

(5.2) )

I_вс.ном ³ k_зап I_{раб. max}   (первое условие);

I_вс.ном ³ I_пер / k_пер (второе условие);

I_вс.ном £ I_{к. min} / (10 ¸ 15) (третье условие);

где I_{раб. max} – максимальный рабочий ток, проходящий через предохранитель; k_зап = 1,1 ¸ 1,25 – коэффициент запаса.

Ток перегрузки I_пер принимается большим из двух значений, рассчитанных: для случая пуска наиболее мощного электродвигателя и режима нормальной работы всех остальных потребителей, подключенных к защищаемой линии, - по формуле

I_пер = k_c I_{раб. max} + I_{пск. max};

для режима запуска неотключаемых потребителей, если необходимо обеспечить самозапуск электродвигателей, - по формуле

I_пер = I_пск.,

Где I_{раб. max} – сумма максимальных рабочих токов всех потребителей, присоединенных к защищаемой линии без учета электродвигателя с наибольшим пусковым током I_{пск. max}; I_пск – сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей; n – число потребителей; m – число самозапускающихся электродвигателей; k_c – коэффициент спроса, k_c < 1.  

В зависимости от характера нагрузки и необходимости самоза­пуска номинальный ток плавкой вставки выбирают по первому или второму условию (5.2), принимают ближайшим по шкале стандарт­ных токов и проверяют по третьему условию при наличии в защи­щаемой сети магнитных пускателей или контакторов. Выбранные предохранители должны удовлетворять требованиям чувствительности и по возможности действовать селективно.