§ 53. Апарати захисту в електроустановках

Попередження виникнення аварійних режимів в електричних мережах (коротких замикань, перевантажень) здійснюється за допомогою використання спеціальних апаратів захисту. Слід пам'ятати, що в разі неправильного монтажу, експлуатації цих апаратів вони самі можуть спричинювати пожежі або вибухи внаслідок того, що під час їх роботи виникають іскри, електрична дуга та ін.

Найчастіше як апарати захисту використовують плавкі запобіжники, повітряні автоматичні вимикачі (автомати) та реле.

Плавкий запобіжник - це пристрій, який при наявності струму, що перевищує допустимі значення, розтоплює плавку вставку і розмикає електричну мережу. Він складається з самої плавкої вставки (тоненького дроту з легкоплавкого металу), контактного пристрою, що утримує її, та патрона (корпусу). Плавка вставка підлягає заміні після спрацювання запобіжника. Під час розплавлення вставки спостерігається іскроутворення, може виникати електрична дуга. Плавкі запобіжники надійно захищають мережі від струмів короткого замикання, але менш ефективні для захисту електричних мереж та апаратів від перевантаження.

Автоматичні вимикачі та реле - більш досконалі апарати захисту. Але розрив електричної мережі у цих апаратах теж супроводжується іскроутворенням і появою електричної дуги.

Для запобігання пожежам велике значення має правильний вибір і встановлення відповідних апаратів захисту, їх поріг спрацювання повинен відповідати струмам короткого замикання на початку захищуваної ділянки електромережі. На кожному апараті має бути позначений його номінальний струм та номінальний струм плавкої вставки.

Теплові реле застосовуються, як правило, для захисту електродвигунів з тривалими режимами роботи (робочий період не менше 30 хв) від небезпечного нагрівання при тривалих перевантаженнях.

Плавкі запобіжники і автомати мають позитивні і негативні особливості, які слід враховувати під час вибору засобів захисту електроустановок, особливо у вибухопожежонебезпечних виробництвах. Оскільки запобіжник є однофазним апаратом, то в разі перевантаження може перегоріти плавка вставка тільки в одній з трьох фаз. При цьому трифазний двигун буде працювати і далі на двох фазах, що не перегоріли, і при цьому перегріватись.

Запобіжники гірше, ніж автомати захищають установку від невеликих перевантажень. Час, необхідний для заміни плавкої вставки, досить великий, внаслідок чого виробниче устаткування може простоювати більше, ніж при використанні запобіжників-автоматів. Конструкція деяких типів запобіжників дозволяє застосовувати нестандартні плавкі вставки, так звані «жучки», які зводять нанівець надійність захисту і можуть призвести до аварії, пожежі і вибуху. Разом з цим запобіжники дешеві і мають нескладну конструкцію, краще обмежують великі струми коротких замикань, мають більшу розривну здатність, ніж автоматичні вимикачі.

Автомати рекомендується застосовувати в тих пристроях, установках або агрегатах, де необхідне швидке відновлення живлення. Автомати мають більш стійкі та постійні захисні характеристики, забезпечують надійне вимикання, зручні в експлуатації, безпечні.

Апарати захисту мають відповідати таким умовам:

не нагріватися вище за допустиму для них температуру під час нормальної експлуатації;

не вимикати електроустановки у разі короткочасних перевантажень;

вимикати мережу при тривалих перевантаженнях з витримкою часу, оберненої пропорційно струму;

в усіх випадках забезпечувати вимикання аварійної ділянки при короткому замиканні.

У пожежонебезпечних приміщеннях (умовах) апарати захисту встановлюють на панелях зборок, щитів, шаф, блоків керування таким чином, щоб іскри та електрична дуга, що виникають у них, не спричинили пожежу або не зашкодили обслуговуючому персоналу.

У пожежонебезпечних зонах класів П-І і П-ІІ апарати захисту встановлюються у закритих шафах, а у зонах класу П-Па - у захищених. Встановлювати шафи з апаратами захисту у вибухонебезпечних зонах усіх класів забороняється, за винятком щитків у відповідному вибухозахищеному виконанні.

Краще за все встановлювати апарати захисту в окремих пожежобезпечних приміщеннях розподільних пристроїв.