5.6. Защита электрооборудования от токов коротких замыканий и токов перегрузки

При определенных условиях в сети могут возникнуть токи короткого замыкания (КЗ) и перегрузки, так называемые сверхтоки, а также ток утечки, следствием которых могут стать повреждения электрооборудования, поражения людей, пожары. Сверхтоки возникают часто в результате повреждения изоляции токопроводов или подключения электроприемников избыточной мощности. Токи утечки возникают, как правило, вследствие недопустимого снижения сопротивления изоляции или прикосновения человека к частям, находящимся под напряжением. Быстрое прерывание протекания сверхтоков обеспечивают автоматические выключатели и предохранители, а отключение защищаемого объекта от питающей сети при возникновении в нем тока утечки осуществляют устройства защитного отключения. Защиту при возникновении обоих видов опасных токов выполняют дифференциальные автоматические выключатели.

Токи уставок (I_уст) автоматических выключателей (АВ) и номинальные токи (I_ном) плавких вставок (ПВ) предохранителей, защищающих отдельные участки сети, выбирают, по возможности, наименьшими, исходя из расчетных токов этих участков или номинальных токов подключенных здесь электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, токи при самозапуске и т. п.). Аппараты защиты от токов КЗ должны обеспечивать наименьшее время отключения защищаемой электрической цепи в рамках установленных ПУЭ допустимых значений и соответствовать требованиям селективности. Аппараты защиты предохраняют от перегрузок осветительные сети жилых зданий, включая цепи бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также, при необходимости, силовые сети этих зданий.

Аппараты защиты должны иметь надпись, указывающую значения I_уст расцепителя и I_ном плавкой вставки. Номинальный ток ПВ предохранителя указывается производителем на имеющемся на нем клейме. Если ток в цепи, защищенной предохранителем, превысит I_ном ПВ, то она расплавляется, обеспечивая разрыв цепи и предотвращая тем самым перегрев проводов и возможное возникновение пожара. После устранения причин, вызвавших перегрузку, плавкую вставку заменяют новой. Установка «жучков» – проволок, шунтирующих или заменяющих перегоревшую калиброванную на заводе проволочку плавкой вставки недопустима, так как может стать причиной пожара.

Более удобны в эксплуатации предохранители автоматические резьбовые (ПАР). При возникновении сверхтоков, превышающих ток срабатывания ПАР, они автоматически отключают защищаемую сеть. После устранения причин перегрузки питание вновь подается в сеть нажатием кнопки «Пуск», установленной на ПАР. Нажатием кнопки «Стоп» можно при необходимости отключить сеть от источника питания. Предохранители и автоматические выключатели пробочного типа присоединяют к сети так, чтобы при вывинченной пробке винтовая гильза аппарата оставалась без напряжения.

Промышленностью выпускаются различные типы автоматических выключателей, что позволяет выбрать подходящий с необходимым номинальным током. Например, выключатели автоматические серии ВА 45-29 со встроенной защитой от токов перегрузки и КЗ, а также от пожаров при сверхтоках могут быть использованы в однофазных и трехфазных сетях напряжением 220 и 380/220 В. Выключатели ВА 45-29 могут иметь 1, 2, 3 или 4 полюса. Они выпускаются с номинальным током I_н – 10, 16, 25, 32, 40, 50, 63 А; временем отключения не более 0,1 с при токе 10I_н и номинальной включающей и отключающей способностью I_max = 3000 А. Внешний вид трехполюсного автоматического выключателя и чертеж его секции в двух проекциях с габаритными и установочными размерами показаны на рисунке 5.16.

Рисунок 5.16 – Выключатель автоматический серии ВА 45-29: а – трехполюсный (внешний вид); б – однополюсная секция

При числе полюсов: 1, 2, 3, 4 размер L (рисунок 5.16, б) соответственно будет составлять 18, 36, 54, 72 мм.