Эффективное значение тока, протекающего через предохранитель

В течение времени гашения дуги tL образуется электрическая дуга и ток короткого замыкания гасится (рис. 2.10).

Интеграл квадратичного значения тока (∫I²dt) no всему времени срабатывания (tS + tL), кратко называемый полным джоулевым интегралом определяет тепло, которое подводится к подлежащему защите полупроводниковому элементу во время процесса размыкания.

Чтобы достичь достаточного защитного эффекта, полный джоулев интеграл предохранительной вставки должен быть меньше чем величина I²·t (интеграл предельной нагрузки) полупровод-никового элемента. Так как полный джоулев интеграл предохрани-тельной вставки с возрастающей температурой, а, следовательно, и с

возрастающей предварительной нагрузкой, практически убывает так же, как и величина I²·t полупроводникового элемента, то достаточно сравнить меду собой величины I²·t в ненагруженном (холодном) состоянии.

Полный джоулев интеграл (I²·tА) представляет собой сумму интеграла плавления (I²·tS) и интеграла дуги (I²·tL). В общем случае, величина полного джоулевого интеграла полупроводникового прибора должна быть больше или равной величине защитного показателя предохранителя:

(∫I²dt) (полупроводник, t =25°С, tP =10 мс) ³ (∫I²·tА) (предохранительная вставка).

Интеграл плавления I²·tS может быть рассчитан для любых значений времени, исходя из пар значений времятоковой характеристики предохранительной вставки.

При уменьшении времени плавления интеграл плавления стремится к нижнему предельному значению, при котором во время процесса плавления из перемычек плавящегося проводника в окружающее пространство тепло практически не отводится. Указанные в данных для выбора и заказа и в характеристиках интегралы плавления соответствуют времени плавления tS = 1 мс.

В то время как интеграл плавления I²·tS является свойством предохранительной вставки, интеграл дуги I²·tL зависит от характеристик электрической цепи, а именно:

– от восстанавливающегося напряжения UW;

– от коэффициента мощности cosφ короткозамкнутой цепи;

– от ожидаемого тока IP// (ток в месте установки предохранительной вставки, если она закорочена).

Максимум интеграла дуги достигается для каждого типа предохранителей при токе от 10·IР до 30·IР.

При защите сетей предохранителями типов ПН, НПН и НПР с заданными защитными характеристиками селективность действия защиты будет выполняться, если между номинальным током плавкой вставки, защищающей головной участок сети (I_{номГ,ПВ}), и номинальным током плавкой вставки на ответвлении к потребителю (I_{номО,ПВ}) выдерживаются определенные соотношения.

Например, при небольших токах перегрузки плавкой вставки (около 180–250 %) селективность будет выдерживаться, если I_{номГ,ПВ} > I_{номО,ПВ} хотя бы на одну ступень стандартной шкалы номинальных токов плавких вставок.

При коротком замыкании селективность защиты предохранителями типа НПН будет обеспечиваться, если будут выдерживаться следующие соотношения:

I_(3)КЗ / I_{номО,ПВ} ≤ …50; 100; 200.

I_{номГ,ПВ} / I_{номО,ПВ} …2,0; 2,5; 3,3,

где - I_(3)КЗ – трехфазный ток короткого замыкания ответвления, А.

Соотношения между номинальными токами плавких вставок I_{номГ,ПВ} и I_{номО,ПВ} для предохранителей типа ПН2, обеспечивающие надежную селективность, приведены в табл. 2.3.

Если защитные характеристики плавких вставок нeизвестны, рекомендуется метод проверки селективности по отношению сечений вставок с поправкой на материал вставки и конструкцию предохранителя. При этом определяются сечения плавких вставок последовательно включенных предохранителей (SК и SП); вычисляется отношение SП / SК и сравнивается с величиной SП / SК = а, обеспечивающей селективность.

Здесь:

SК – сечение вставки предохранителя, установленного ближе к месту короткого замыкания; SП – сечение вставки предохранителя, установленного ближе к источнику питания.

Величина а определяется по табл. 2.4, если вычисленное значение SП / SК ³ а, то селективность обеспечивается.

Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.

Таблица 2.3