22. Автоматические воздушные выключатели

Автоматические воздушные выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при аномальных режимах (КЗ и перегрузках), для оперативных переключений при нормальных режимах, а также для защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения. По сравнению с предохранителями автоматические выключатели обладают рядом преимуществ: после срабатывания они снова готовы к работе; более точные защитные характеристики; совмещение функций коммутации электрических цепей и их защиты.

В отличие от предохранителей в АВ не применяется какой-либо специальной среды для гашения дуги. Дуга гасится в воздухе, поэтому АВ называются воздушными.

По числу полюсов АВ бывают одно-двух и трехполюсные, изготовляются на токи до 6000 А при напряжении переменного тока до 660 В и постоянного до 1 кВ (рис.4.22). По времени срабатывания tср различают:

1. нормальные АВ с tср=0,02-0,1с;

2. селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с;

3. быстродействующие с tср0,05 с.

Наименьший ток, вызывающий отключение АВ, называют током трогания или током срабатывания, а настройку расцепителя АВ на заданный ток срабатывания - уставкой тока срабатывания.

АВ имеет следующие основные элементы: контакты с дугогасительной камерой, привод, механизм свободного расцепления, расцепители, вспомогательные контакты.

Основными элементами АВ являются расцепители, которых может быть один или несколько. По принципу действия расцепители разделяются на электромагнитные и термобиметаллические (тепловые). Существуют расцепители максимального тока, которые срабатывают при токе, большим уставки тока срабатывания; расцепители минимального напряжения, которые срабатывают, когда напряжение на катушке становится меньше заданного; и расцепители независимые, которые срабатывают без выдержки времени, когда на их катушку подано напряжение.

Как правило, АВ имеют встроенные в них расцепители.

Первые два вида расцепителей максимального тока устанавливаются во всех фазах АВ, остальные - по одному на выключатель.

Автоматические выключатели обеспечивают защиту от перегрузок:

• с помощью тепловых расцепителей, действующих с выдержкой времени, обратно зависимой от тока перегрузки;

• расцепителями с часовым механизмом (с обратно зависимой от тока характеристикой);

• с помощью полупроводниковых расцепителей (с обратно зависимой от тока характеристикой);

• комбинированными расцепителями, обеспечивающими защиту от перегрузок (с обратно зависимой от тока характеристикой) и токов КЗ мгновенного действия и с выдержкой времени, обеспечивающей селективность действия.

23. Выбор сечений проводов и кабелей во внутрицеховых эл. Сетях

Исходными данными для проведения расчетов являются схема цеховой электрической сети с расположением аппаратов защиты, номинальное напряжение U_н сети, расчетные получасовые максимумы нагрузки каждого участка сети P_max, пиковые (пусковые) токи на различных уровнях схемы, номинальные мощности ЭП.

Выбор сечения проводника связан с выбором аппаратов защиты, поэтому выбор сечения проводника цеховой сети и защитных аппаратов выполняется совместно.

Для сетей напряжением до 1 кВ определяющим в выборе сечения проводника являются не экономические, а технические требования и условия: нагрев проводников, их механическая прочность, потери напряжения, термическая устойчивость к токам КЗ.

Выбор сечений проводов и кабелей производят:

1. по наибольшему допустимому току нагрузки по условиям нагрева;

2. по потерям напряжения;

3. по экономической плотности тока (в некоторых случаях).

Выбор сечения проводов, кабелей и шин цеховых сетей по нагреву

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительно допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву.

Таблица составлена для следующих условий:

1. t воздуха в помещениях и вне их равна 25 ˚С;

2. t почвы на глубине заложения кабелей (0,7 м) равна 15 ˚С;

3. в траншее уложен один кабель.

Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравниваются расчетный I_р и допустимый I_доп токи для проводника принятой марки и условий его прокладки. При этом должно выполняться соотношение:

(4.1)

Если условия прокладки отличаются от нормальных, то допустимый ток определяется как:

где К_п1 – поправочный температурный коэффициент;

К_п2 – поправочный коэффициент, зависящий от количества параллельно прокладываемых кабелей и от расстояний между ними (табл.4.7).

Выбранное сечение проводника по условиям нагрева длительным током проверяется по нагреву током послеаварийного режима I_m.ав (в условиях двухтрансформаторных цеховых ТП и нескольких кабелей одной линии):

(4.4)

где К_пер - коэффициент допустимой кратковременной перегрузки кабелей и проводов.

Выбранное сечение проводника по условиям нагрева должно быть согласовано с аппаратом защиты этого проводника по условию:

(4.5)

где К_з - коэффициент защиты или кратность защиты, т.е. отношение длительно допустимого тока для провода или кабеля к номинальному току или току уставки срабатывания защитного аппарата при перегрузке или КЗ.

Из двух условий - 4.1, 4.5 - выбирается сечение проводника, удовлетворяющее обоим условиям. Но в тех случаях, когда по (4.5) не совпадает с данными таблиц допустимых токов, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по условию 4.1.