2. Основные требования, предъявляемые к предохранителям

К предохранителям предъявляются следующие требования:

1. Времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта.

2. При коротком замыкании предохранители должны работать селективно.

3.Время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны работать с токоограничением.

4. Характеристики предохранителя должны быть стабильными. Разброс параметров из-за производственных отклонений не должен нарушать защитные свойства предохранителя.

5. В связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность.

6. Замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна требовать много времени.

3. Особенности выбора плавких вставок в сетях 380—500 в

К выбору предохранителей, защищающих электродвигатели напряжением 380 и 500 В, предъявляется дополнительное требование, чтобы время перегорания плавкой вставки не превышало 0,15—0,2 с [Л. 96]. Это требование определяется следующими соображениями: на электродвигателях 380 и 500 В последовательно с плавкими предохранителями устанавливаются контакторы и магнитные пускатели, с помощью которых осуществляются пуск и остановка электродвигателей. Эти аппараты удерживаются во включенном положении специальными электромагнитами (см. гл. 11), которые питаются от напряжения сети.

При исчезновении или понижении напряжения, например, вследствие короткого замыкания магнитные пускатели и контакторы отпадают. При коротком замыкании в электродвигателе плавкая вставка должна перегореть раньше, чем отпадет магнитный пускатель или контактор. В противном случае контакты магнитного пускателя или контактора будут размыкать ток короткого замыкания, на что они не рассчитаны. Как показали специальные испытания и опыт эксплуатации, если время перегорания плавкой вставки не превышает 0,15—0,2 с, то может происходить лишь небольшое оплавление контактов, позволяющее вновь включить контактор. Замены контактов при этом не требуется. По защитными характеристикам плавких вставок можно определить, что они перегорают за время 0,15—0,2 с при токах короткого замыкания, превышающих в 10— 15 раз номинальный ток плавкой вставки:

1. Воздушные автоматические выключатели. Назначение. Устройство.

Способы гашения дуги в воздушных автоматических выключателях

Современный автоматический выключатель (автомат) должен отвечать, прежде всего, двум требованиям: надежно защищать электроприемники в аварийных режимах от короткого замыкания и перегрузки, а также быть удобным и безопасным в эксплуатации на протяжении всего срока службы

Одними из основных критериев классификации автоматических выключателей являются:

1. конструкция, открытое воздушное (АСВ) или компактное в литом корпусе (МССВ) исполнения,

2. размещение в распределительном устройстве, стационарное или выкатное расположение,

3. принцип гашения дуги, с токоограничением и без токоограничения.

Компактное исполнение выключателей (автоматические выключатели в литом корпусе) подразумевает наличие изоляционного корпуса в котором заключены все компоненты выключателя, рисунок 2. Такие выключатели могут быть спроектированы до 3200А и номинальным током отключения до 35кА. Изоляционный корпус изготавливается из специальной термореактивной пластмассы, состав которой при воздействии дуги и открытого пламени не поддерживает горение.

Открытое исполнение выключателей (воздушные автоматические выключатели) как правило имеет металлический корпус, и размер много больше чем выключатели в литом корпусе. Эти выключатели могут применяться в сетях до 6300А и номинальным током отключения к.з. до 135кА. Воздушный автоматический выключатель.

Автоматические выключатели без токоограничения отключают переменный ток в момент его естественного прохождения через ноль. Размеры контактных поверхностей главных контактов выбираются по термической стойкости таким образом, чтобы иметь возможность пропустить весь установившийся ток КЗ. Все нижестоящие электроприемники и аппараты подбираются также в соответствии с этим условием. Принцип гашения дуги с токоограничением заключается в ограничении токов короткого замыкания благодаря достижению создателями выключателя малого собственного времени отключения и быстрому расхождению главных контактов. К моменту расхождения главных контактов ток короткого замыкания не достигает установившегося значения за первый полупериод, такой автомат отключает ток КЗ значительно меньший. Для получения токоограничения в современных автоматах используются устройства, реагирующие не на ток а на скорость его нарастания. Ограничение пикового значения токов КЗ значительно уменьшает стрессовое воздействие его на систему.

Сердцем автоматического выключателя является дугогасительная камера  и система главных контактов, то есть там, где непосредственно идет разрыв и гашение дуги. Наиболее быстрое отключение токов короткого замыкания сегодня достигается в современных выключателях благодаря применению технологии «двойного разрыва». Система двойного разрыва главных контактов гарантирует мгновенное отключение токов короткого замыкания и существенно уменьшает износ главных контактов. Симметричная внутренняя структура контактов, использующих технологию двойного разрыва означает, что подвижный контакт будет изолирован от источника напряжения при изменении направления силового подключения. Система двойного разрыва главных контактов увеличивает срок эксплуатации автоматического выключателя, а электрический и механический ресурс циклов замыкания/размыкания контактов данного типа превышает требования стандарта IEC 60947-2.

Выбор автоматических выключателей производится исходя из номинального напряжения сети, номинального тока и коммутационной способности отключения токов короткого замыкания. Различают два основных параметра коммутационной способности всех моделей автоматических выключателей это —номинальный рабочий ток короткого замыкания Ics, отключающая способность по этому параметру определяется в испытательном цикле О-t-CO-t-CO и предельный (максимальный) ток короткого замыкания Icu, определяемый в испытательном цикле О-t-CO , где О — операция отключения, С- операция включения, СО — последовательный цикл включено-отключено, t - время простоя между циклами включения равный 3 минутам. Номинальный эксплуатационный ток короткого замыкания Ics определяет предельную нагрузку на выключатель. В стандарте нет четких преференций и условий какой из параметров и его значение являются доминирующими при проектировании сетей. Однако при проектировании и использовании выключателей для ответственных объектов и электроприемников первой и выше категорий (государственно важные и социально значимые объекты, предприятия с непрерывной технологией и т. д.) рекомендуется использовать значение номинального рабочего тока короткого замыкания Ics. Другим важным параметром является номинальный кратковременно выдерживаемый ток короткого замыкания Icw, который определяет способность автоматического выключателя пропускать ток короткого замыкания (устойчивость) за время, в течение которого нижестоящие коммутационные аппараты успевают локализовать место повреждения. Этот параметр крайне важен для обеспечения селективности в сети по условию отключения короткого замыкания. При проектировании также учитываются категория применения, условия окружающей среды в том числе средняя температура, специфику установки и монтажа.

Категория применения определяется в зависимости от конструкции выключателей в отношении их применения и требований к селективности. Различают категорию А для выключателей которые не подразумевают их использование в условиях выбора селективности, то есть применения принципа токоограничения, и категорию В для выключателей которые проектируются при требованиях селективности коммутационных аппаратов связанных между собой, в этом случае выключатели отвечают требованиям токоограничения.

Для выключателей категории В как раз важно значение номинального кратковременно выдерживаемого тока короткого замыкания Icw и Принципиальное значение при выборе и проектировании автоматических выключателей имеет место защитные характеристики, которые в общем делятся на четыре типа: L — защита от перегрузки, с уставками регулируемыми по току и времени для отключения аварий, уставка по времени имеет обратнозависимый характер и обеспечивает регулируемую задержку срабатывания автоматического выключателя при перегрузке. S — селективная токовая отсечка, с заданными временными характеристиками и возможностью обеспечить линейное изменение I2t характеристики автоматического выключателя I — мгновенная токовая отсечка, с уставками регулируемыми по току, G — защита от замыкания на землю, с уставками регулируемыми по току и обратнозависимыми или заданными временными характеристиками.

Характеристики: L — Регулируемая по току и времени защита от перегрузки, S — селективная токовая отсечка, I — мгновенная токовая отсечка.