Скудря М.О самостійна робота №3

Самостійна робота №3.

Вибір плавких запобіжників і перерізу проводів та кабелів за допустимим нагріванням

Тема. Вибір плавких запобіжників і перерізу проводів та кабелів за допустимим нагріванням

Мета: вивчити методику вибору плавких запобіжників та кабелів за допустимим нагріванням

Виконав: Студент 5 курсу ЕЕЕ-20001б(з) Скудря Микита

Хід завдання:

1.Ознайомтесь з методичними вказівками (подано в методичних рекомендаціях)

2.Оформіть звіт в текстовому документі та надішліть в систему для перевірки

ВИБІР ПЛАВКИХ ЗАПОБІЖНИКІВ І ПЕРЕРІЗУ ПРОВОДІВ ТА КАБЕЛІВ ЗА ДОПУСТИМИМ НАГРІВАННЯМ

При експлуатації електричних мереж можливі порушення нормального режиму, що ведуть до збільшення струму. Для захисту проводів і кабелів від коротких замикань і перевантажень у мережах до 1000 В використовують плавкі запобіжники, автомати і контактори або магнітні пускачі з тепловими реле.

Плавкий запобіжник є найпростішим і найдешевшим захисним апаратом, його вибирають за номінальним струмом і напругою, а плавку вставку до нього – за номінальним струмом. Плавка вставка запобіжника має невелику теплоємність і при перевантаженні струмом швидко нагрівається. Якщо струм лінії перевищить допустимий, то плавка вставка запобіжника перегорить, вимикаючи коло раніше, ніж нагрівається провід або апарат, що захищається запобіжником.

У нормальному режимі навантаження вставка запобіжника не повинна

перегоряти. Тому номінальний струм плавкої вставки Ів повинен бути більшим за тривалий робочий струм лінії Iр або дорівнювати йому (перше правило):

(1.1)

Тривалим струмом називають найбільший струм півгодинної тривалості. При пуску електродвигунів з короткозамкненим ротором струм у 4...7 разів

більший від номінального. Щоб не перегоряла плавка вставка від короткочасних поштовхів струму, викликаних пуском двигуна, для захисту цих двигунів її

вибирають не за робочим струмом, а за умовами пуску двигуна. Така вставка не захищає електродвигун від перевантаження.

Плавку вставку за пусковим струмом вибирають (друге правило) за нерівністю:

(1.2)

Пусковий струм можна визначити за номінальним струмом електродвигуна Iном

і кратність пускового струму ki:

(1.3)

Коефіцієнт α характеризує умови пуску електродвигунів, його вибирають α = 2,5 при легкому пуску електродвигунів і α =1,6...2 – при важкому. Режим пуску називається легким, якщо тривалість нечастих пусків електродвигуна не перевищує 10 с і забезпечується самопуск при холостому ході; при частих пусках, при пусках з тривалістю понад 10 с, а також при самопусках при навантаженні режим називається

важким.

Тривалість перегоряння вставки запобіжника залежить від кратності струму короткого замикання або перевантаження. На рис. 1.1 подано ампер-секундну характеристику запобіжника. Пуск електродвигуна завжди короткочасний і в нормальних умовах триває 8...10 с, за цей час плавка вставка при кратності струму 2,5...3 від номінального не перегоряє. Це дає можливість зменшувати номінальний струм вставки порівняно з пусковим у α разів.

Для захисту електронагрівальних приладів, освітлення (тобто споживачів, що не мають пускового струму) плавку вставку запобіжника вибирають за першим правилом, а для короткозамкнених електродвигунів – за другим. Для електродвигунів з фазним ротором вибирають вставку за обома правилами, оскільки номінальний струм вставки запобіжника за першим правилом часто більший від струму вставки, вибраної за другим правилом. Беруть більше значення номінального струму вставки.

Для вибору вставки запобіжника, що захищає магістраль, до якої приєднано кілька споживачів, перше правило записують так:

(1.4)

де k0 – коефіцієнт одночасності.

Друге правило для вибору захисту магістралей запобіжниками записують у вигляді:

(1.5)

причому

(1.6)

де Iпуск1 – пусковий струм електродвигуна, для якого різниця між пусковим і робочим

струмом буде найбільшою; n-1

I p – сума тривалих робочих струмів інших споживачів. 1

Рис. 1.1. Ампер-секундна характеристика запобіжника

Для захисту магістралей, від яких живляться короткозамкнені електродвигуни, вставку запобіжника необхідно розраховувати за двома правилами і приймати більше значення. При значній кількості електродвигунів вставка запобіжника визначається не режимом пуску одного двигуна, а максимальним робочим струмом.

Для вибірності дії запобіжників треба, щоб при порушеннях нормального режиму перегоряв ближчий до місця пошкодження запобіжник. Тому номінальний струм плавкої вставки кожного наступного запобіжника в напрямку до джерела живлення повинен бути більшим від попереднього хоча б на два-три ступеня.

Переріз проводів або кабеля за допустимим нагріванням вибирають за тривалим робочим навантаженням (третє правило):

(1.7)

де k – поправочний коефіцієнт на умови прокладання провода чи кабеля (поправочний температурний коефіцієнт, коефіцієнт на кількість прокладених в одній траншеї кабелів тощо).

Плавка вставка запобіжника захищає одночасно споживача і провідник, тому при виборі перерізу провідника, крім умови (1.7), треба забезпечити узгодженість з вибраною плавкою вставкою запобіжника:

(1.8)

де kдоп – кратність допустимого тривалого струму провідника відносно номінального

струму плавкої вставки (табл. 1).

Таблиця 1. Кратність допустимого тривалого струму провідника відносно номінального струму плавкої вставки або автомата

Залежно від режиму роботи, вимог техніки безпеки, можливості виникнення пожежі і вибуху електромережі захищають від перевантаження і струмів короткого замикання або лише від коротких замикань. Захист від перевантаження і струмів короткого замикання здійснюється тим самим запобіжником (якщо вставка перегоряє при струмі перевантаження, то вона перегорить і при струмі короткого замикання). Від перевантаження і струмів короткого замикання слід захищати: а) мережі всіх видів у вибухонебезпечних приміщеннях і зовнішніх вибухонебезпечних

установках незалежно від режиму роботи мережі і технологічного процесу виробництва;

б) освітлювальні мережі житлових, громадських, торговельних і

службовопобутових приміщень, включаючи мережі для побутових і переносних установок;

в) мережі пожежонебезпечних виробничих приміщень;

г) мережі в приміщеннях будь-якого призначення, виконані відкрито незахищеними

ізольованими проводами з горючого оболонкою; д) силові мережі промислових підприємств, житлових і громадських будинків і

торговельних приміщень, в яких за умовами технологічного процесу або режиму роботи можуть виникати тривалі перевантаження проводів і кабелів.

Решта електромереж захищається лише від коротких замикань.

Плавкий запобіжник повинен надійно вимикати коротке замикання. Для цього треба, щоб мінімальний струм короткого замикання (при однофазному замиканні у найвіддаленішій точці мережі) був не менш як у 3 рази більший від номінального струму плавкої вставки запобіжника.

Для чотирипроводної мережі трифазного змінного струму цю вимогу перевіряють за співвідношенням:

(1.8)

де Uном.ф – номінальна фазна напруга, В;

Zп – повний опір петлі фазний провід – нульовий провід, Ом;

Iном.з – номінальний струм захисного апарата (плавкої вставки або розчіплювача автомата), А.