10.5 Выбор предохранителей.

Номинальный ток вставки выбирается по пусковому току нагрузки:

• для защиты АД с К3 ротором:

с нормальным пуском t_п<5с, I_вст=0,4 I_п;

при тяжком пуске t_п>10с, I_вст=(0.5÷0.6)I_п;

• для защиты АД с фазным ротором и двигателей постоянного тока I_вст≥(1÷2,5)I_н;

• для защиты линии, питающей несколько двигателей I_вст=0,4[I_p+(Iп-I_н.дв)],

где - расчетный номинальный ток линии;

I_п-I_н.дв – берется для двигателя, у которого она наибольшая

• для защиты цепей управления I_вст=2,5

Наряду с проверкой вставки по условиям пуска или кратковременной перегрузки необходимо проводить проверку по условиям К3.

При время перегорания не превышает 0,15÷0,20 с, и на это время мало сказывается разброс характеристик вставок. Это требование часто не удается соблюсти, так как кратность I_к/I_вст определятся мощностью трансформатора и сопротивлением токоподводящих проводов и кабелей.

Допускается применение предохранителей при кратности .

Для закрытых предохранителей с мелкозернистым наполнителем и медной вставкой селективность соблюдается при (отношение сечений вставок).

11. Автоматические выключатели

11.1 Общие сведения

Применяются для проведения тока в нормальном режиме, защиты эл. цепи при токах перегрузки и К3, нечастых оперативных включений и отключений, защиты, пуска и отключения двигателей.

Режим работы автоматов – продолжительный. В самом общем случае автоматы должны удовлетворять трем главным требованиям: быстродействия, селективности и надежности.

Для построения селективно действующей защиты автоматы должны иметь регулировку тока и времени срабатывания.

Автоматы, имеющие комбинированную защиту – максимальную по току и минимальную по напряжению называют универсальными.

Автоматы общепромышленного и бытового применения имеют лишь максимально– токовую защиту, отрегулированную на заводе, которая не может быть изменена при эксплуатации.

Установочные автоматы закрыты пластмассовым кожухом и практически не выбрасывают дугу.

Любой автомат имеет следующие основные узлы:

• токоведущую цепь с дугогасительной системой;

• привод включения;

• механизм свободного расщепления;

• расцепители – элементы защиты.

Основными параметрами автоматов являются:

• собственное и полное время отключения;

• номинальный длительный ток;

• номинальное напряжение;

• предельный ток отключения.

На рис.55 показано изменение тока и напряжения на контактах автомата в процессе отключения: а - обыкновенный автомат; б – быстродействующий.

а) обыкновенный автомат

б) быстродействующий автомат

- время роста тока до значения срабатывания I_ср;

t₁- собственное время отключения автомата- работа механизма расцепления , выбор провала контактов;

t₂- время гашения дуги.

Рисунок 55. Процесс отключения автомата.

Принято, что до К3 ток нагрузки i_н = 0, установившийся ток КЗ – I_{к уст.}

От момента начала К3 ток растет по закону экспоненты до значения тока срабатывания I_ср (время t₀).

Время t₀ зависит от уставки по току срабатывания и скорости нарастания тока, которая определятся параметрами цепи К3.

После этого до момента размыкания контактов проходит время t₁. Это время тратиться на работу механизма расцепления, выбор провала контактов и является собственным временем отключения автоматов.

После расхождения контактов дуга гаснет за время t₂.

Полное время отключения автомата

Собственное время отключения автомата t₁ зависит от способа расцепления, конструкции контактов, массы подвижных частей и других факторов.

Если , то автомат называют обыкновенным. К моменту размыкания контактов ток достигает значение I_к.уст.

В быстродействующих автоматах t₁=0.002÷0.008 c и к моменту расхождения контактов ток не достигает установившегося значения.

Токоведущая цепь автоматов. При I_н<200 А применяется одна пара контактов, которые могут быть облицованы металлокерамикой.

При I_н>200 А применяются перекатывающиеся контакты или пары главных и дугогасительных контактов. Основные контакты облицовываются серебром либо металлокерамикой (серебро, никель, графит). Дугогасительные контакты покрываются металлокерамикой (серебро, вольфрам).

В автоматах на большие I_н применяются несколько параллельных пар главных контактов.

1. дугогасительные контакты;

2. дугогасительная камера;

3. главные контакты;

4. пружина, обеспечивающая необходимую скорость расхождения контактов.

Рисунок 57. Электродинамическая компенсация.

Во избежание приваривания контактов применяются эл. динамическая компенсация (рис.57), на котором показан один из вариантов такого компенсатора. При протекании тока в дугогасительном контуре на проводник АВ, несущий неподвижный дугогасительный контакт, действует эл. динамическое усилие Р_эд, увеличивающее нажатие контактов.

Дугогасительная система может быть полузакрытого и открытого исполнения.

В полузакрытом исполнении автомат закрыт изоляционным кожухом, имеющим отверстия для выхода горячих газов. Зона выброса газов составляет несколько сантиметров. Такое исполнение применяется в установочных и универсальных автоматах. Предельный отключаемый ток не превышает 50 кА.

В БА – быстродействующих автоматах и автоматах на большие предельные токи (100 кА и выше) или большие напряжения (выше 1 кВ) применяется дугогасительное устройство открытого исполнения с большой зоной выброса газов.

В установочных и универсальных автоматах массового применения используется деионная решетка из стальных пластин, обеспечивающая гашение дуги переменного тока с напряжением до 660 В, а постоянного тока до 440 В с током до 50 кА.

При больших токах применяется лабиринт нощелевые камеры и камеры с прямой продольной щелью. Втягивание дуги в щель осуществляется магнитным дутьем с катушкой тока. С целью упрощения конструкции (отказ от магнитного дутья) используют стальные пластины, изолированные керамикой.

Приводы и механизмы универсальных и установочных автоматов. Привод должен обеспечивать усилие на контактах, необходимое для включения автомата в самом тяжелом случае – на существующее К3.

При I_н до 200 А применяются ручные приводы. При токах до 1 кА применяются эл. магнитные приводы.

В автоматах на токи 1,5 кА и выше желательно применение эл. двигательного привода. Двигатель соединен с автоматом через понижающий редуктор.

Механизм свободного расцепления выполняет следующие функции:

• передает движение от привода к контактам;

• удерживает контакты во включенном положении;

• освобождает контакты при отключении автомата;

• сообщает контактам скорость, необходимую для гашения дуги;

• фиксирует контакты в отключенном положении и подготавливает автомат для нового включения;

• предотвращает последующие циклы ВО «прыгание» автомата при возможном включении автомата на существующее в цепи К3.

Конструктивно выполняется в виде рычагов с мертвой точкой при ручном приводе, либо рычагов с защелкой при эл. магнитном приводе.