Типы, выбор и проверка защитной и коммутационной аппаратуры в сетях до 1 кВ

Защита кабельных линий автоматическими выключателями

Глава 3.1. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ

Область применения, определения

3.1.1. Настоящая глава Правил распространяется на защиту электрических сетей до 1 кВ, сооружаемых как внутри, так и вне зданий. Дополнительные требования к защите сетей указанного напряжения, вызванные особенностями различных электроустановок, приведены в других главах Правил.

3.1.2. Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

Требования к аппаратам защиты

3.1.3. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети (см. также гл. 1.4).

Допускается установка аппаратов защиты, нестойких к максимальным значениям тока КЗ, а также выбранных по значению одноразовой предельной коммутационной способности, если защищающий их групповой аппарат или ближайший аппарат, расположенный по направлению к источнику питания, обеспечивает мгновенное отключение тока КЗ, для чего необходимо, чтобы ток уставки мгновенно действующего расцепителя (отсечки) указанных аппаратов был меньше тока одноразовой коммутационной способности каждого из группы нестойких аппаратов, и если такое неселективное отключение всей группы аппаратов не грозит аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса.

3.1.4. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.).

3.1.5. В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители. Для обеспечения требований быстродействия, чувствительности или селективности допускается при необходимости применение устройств защиты с использованием выносных реле (реле косвенного действия).

3.1.6. Автоматические выключатели и предохранители пробочного типа должны присоединяться к сети так, чтобы при вывинченной пробке предохранителя (автоматического выключателя) винтовая гильза предохранителя (автоматического выключателя) оставалась без напряжения. При одностороннем питании присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам.

3.1.7. Каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значения номинального тока аппарата, уставки расцепителя и номинального тока плавкой вставки, требующиеся для защищаемой им сети. Надписи рекомендуется наносить на аппарате или схеме, расположенной вблизи места установки аппаратов защиты.

Выбор защиты

3.1.8. Электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности.

Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии: одно-, двух- и трехфазных — в сетях с глухозаземленной нейтралью; двух- и трехфазных — в сетях с изолированной нейтралью.

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1.7.79 и 7.3.139.

3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10), за исключением протяженных сетей, например сельских, коммунальных, допускается не выполнять расчетной проверки приведенной в 1.7.79 и 7.3.139 кратности тока КЗ, если обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

• 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
• 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);
• 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);
• 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой; если на этом автоматическом выключателе имеется еще отсечка, то ее кратность тока срабатывания не ограничивается.

Наличие аппаратов защиты с завышенными уставками тока не является обоснованием для увеличения сечения проводников сверх указанных в гл. 1.3.

3.1.10. Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

• осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах;
• силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях — только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников;
• сети всех видов во взрывоопасных зонах — согласно требованиям 7.3.94.

3.1.11. В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

• 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;
• 100% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для кабелей с бумажной изоляцией;
• 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;
• 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;
• 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

3.1.12. Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям должна быть не менее:

• 100% номинального тока электродвигателя в невзрывоопасных зонах;
• 125% номинального тока электродвигателя во взрывоопасных зонах.

Соотношения между длительно допустимой нагрузкой проводников к короткозамкнутым электродвигателям и уставками аппаратов защиты в любом случае не должны превышать указанных в 3.1.9 (см. также 7.3.97).

3.1.13. В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника, определенная по 3.1.9 и 3.1.11, не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок, приведенных в гл. 1.3, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по расчетному току.

Места установки аппаратов защиты

3.1.14. Аппараты защиты следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы была исключена возможность их механических повреждений. Установка их должна быть выполнена так, чтобы при оперировании с ними или при их действии были исключены опасность для обслуживающего персонала и возможность повреждения окружающих предметов.

Аппараты защиты с открытыми токоведущими частями должны быть доступны для обслуживания только квалифицированному персоналу.

3.1.15. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты (см. также 3.1.16 и 3.1.19).

3.1.16. Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии. Допускается в случаях необходимости принимать длину участка между питающей линией и аппаратом защиты ответвления до 6 м. Проводники на этом участке могут иметь сечение меньше, чем сечение проводников питающей линии, но не менее сечения проводников после аппарата защиты.

Для ответвлений, выполняемых в труднодоступных местах (например, на большой высоте), аппараты защиты допускается устанавливать на расстоянии до 30 м от точки ответвления в удобном для обслуживания месте (например, на вводе в распределительный пункт, в пусковом устройстве электроприемника и др.). При этом сечение проводников ответвления должно быть не менее сечения, определяемого расчетным током, но должно обеспечивать не менее 10% пропускной способности защищенного участка питающей линии. Прокладка проводников ответвлений в указанных случаях (при длинах ответвлений до 6 и до 30 м) должна производиться при горючих наружных оболочке или изоляции проводников — в трубах, металлорукавах, или коробах, в остальных случаях, кроме кабельных сооружений, пожароопасных и взрывоопасных зон, — открыто на конструкциях при условии их защиты от возможных механических повреждений.

3.1.17. При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается.

3.1.18. При защите сетей с глухозаземленной нейтралью автоматическими выключателями расцепители их должны устанавливаться во всех нормально незаземленных проводниках (см. также 7.3.99).

При защите сетей с изолированной нейтралью в трехпроводных сетях трехфазного тока и двухпроводных сетях однофазного или постоянного тока допускается устанавливать расцепители автоматических выключателей в двух фазах при трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных. При этом в пределах одной и той же электроустановки защиту следует осуществлять в одних и тех же фазах (полюсах).

Расцепители в нулевых проводниках допускается устанавливать лишь при условии, что при их срабатывании отключаются от сети одновременно все проводники, находящиеся под напряжением.

3.1.19. Аппараты защиты допускается не устанавливать, если это целесообразно по условиям эксплуатации, в местах:

1. ответвления проводников от шин щита к аппаратам, установленным на том же щите; при этом проводники должны выбираться по расчетному току ответвления;
2. снижения сечения питающей линии по ее длине и на ответвлениях от нее, если защита предыдущего участка линии защищает участок со сниженным сечением проводников или если незащищенные участки линии или ответвления от нее выполнены проводниками, выбранными с сечением не менее половины сечения проводников защищенного участка линии;
3. ответвления от питающей линии к электроприемникам малой мощности, если питающая их линия защищена аппаратом с уставкой не более 25 А для силовых электроприемников и бытовых электроприборов, а для светильников — согласно 6.2.2;
4. ответвления от питающей линии проводников цепей измерений, управления и сигнализации, если эти проводники не выходят за пределы соответствующих машин или щита или если эти проводники выходят за их пределы, но электропроводка выполнена в трубах или имеет негорючую оболочку.

Не допускается устанавливать аппараты защиты в местах присоединения к питающей линии таких цепей управления, сигнализации и измерения, отключение которых может повлечь за собой опасные последствия (отключение пожарных насосов, вентиляторов, предотвращающих образование взрывоопасных смесей, некоторых механизмов собственных нужд электростанций и т. п.). Во всех случаях такие цепи должны выполняться проводниками в трубах или иметь негорючую оболочку. Сечение этих цепей должно быть не менее приведенных в 3.4.4.

Защита кабельных линий

Основными видами повреждений кабельных линий, требующих отключения, являются однофазные или междуфазные КЗ. Большое влияние на характер протекания повреждений оказывает режим нейтралей. Так, кабельные сети 6—10 кВ работают с изолированной или заземленной через реактор нейтралью; кабельные сети 0,4 кВ, работают, как правило, с глухозаземленной нейтралью. Замыкание одной фазы на землю (корпус) в сетях 6—10 кВ не является аварийным режимом, требующим немедленного отключения, так как он не нарушает работу системы электроснабжения. Поэтому защиту от замыканий одной фазы на землю в этих cетях делают с действием на сигнал за исключением случаев повышенной опасности для обслуживающего персонала (например, сети 6—10 кВ торфяных предприятий), когда защита должна работать без выдержки времени на отключение [З].

Несмотря на то, что однофазные замыкания на землю в сетях 6—10 кВ не относятся к повреждениям, в этом случае появляется опасность нарушения изоляции относительно земли двух неповрежденных фаз (напряжения этих фаз увеличиваются в ) и перехода однофазного замыкания на землю в междуфазное КЗ.

В сетях 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью замыкание одной фазы на землю является однофазным КЗ и должно отключиться защитой, для выполнения которой часто используют составляющие нулевой последовательности, так как при этом не надо отстраивать защиту от рабочих токов.

В соответствии с ПУЭ защита кабельных линий напряжением ниже 1 кВ осуществляется плавкими предохранителями, если они проходят по своим параметрам и обеспечивают требуемые показатели (избирательность, чувствительность, отстройку от рабочих режимов), не препятствуют применению автоматики (например, АВР). Кроме того, кабельные линии напряжением ниже 1 кВ защищают также с помощью автоматических выключателей с встроенными в них расцепителями (электромагнитными от КЗ и тепловыми от перегрузки).

При выполнении токовой защиты с использованием автоматических выключателей 0,4 кВ рекомендуется выполнение следующих условий [4]:

;

;

; (3.32)

,

где , — токи срабатывания автоматического выключателя при перегрузке и КЗ соответственно; — ток перегрузки. Ток перегрузки выбирают большим из следующих двух значений [4]:

+I_{п n};

, (3.33)

где — коэффициент спроса по току (

Для защиты от междуфазных КЗ кабельных линий напряжением выше 1 кВ в сетях с односторонним питанием применяют МТЗ и ТО, выбор параметров которых приведен в §3.4. Следует указать, что основным недостатком МТЗ является относительно большая выдержка времени. Поэтому МТЗ используют, где это возможно, совместно с ТО. Избирательность МТЗ обеспечивается только в радиальных сетях с одним источником питания в то время как ТО может применяться в сети любой конфигурации с любым числом источников питания. Существенным недостатком ТО является то, что она защищает только часть линии (ТО без выдержки времени), а поэтому не может быть основной защитой линии.

На рис. 3.15—3.19 приведены принципиальные схемы защиты кабельных линий напряжением выше 1 кВ.

Типы, выбор и проверка защитной и коммутационной аппаратуры в сетях до 1 кВ

Аппаратом защиты называют аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при КЗ или перегрузках. Электроприемником может быть один или группа синхронных или асинхронных ЭД, трансформаторы, электрические печи, преобразователи, электрическое освещение и т.д..

Все существующие или вновь сооружаемые электрические сети должны быть обеспечены необходимыми и достаточными средствами защиты участков цепей и ЭО от токов перегрузки, токов КЗ и от пиковых токов. При этом также необходима защита людей, работающих с этими сетями, от поражения электрическим током.

На рис. 1 представлены возможные схемы защит АД.

Рисунок 1 – Схемы защит асинхронного двигателя: а – с автоматическим выключателем QF и c комбинированным расцепителем; б – с автоматическим выключателем QF и c комбинированным расцепителем и тепловой защитой (КК); в – с плавким предохранителем FU и тепловой защитой (КК)

Каждая ТП, каждая воздушная линия, каждая кабельная линия и распределительные внутридомовые сети, каждый ЭП имеют собственные аппараты защиты, обеспечивающие их бесперебойную и надежную работу. Такие аппараты подбирают по типу, по способу подключения и по параметрам защиты. Они бывают разных видов:

• предохранители с плавкими вставками;
• автоматические выключатели (АВ);
• реле (токовые, тепловые, напряжения и т. п.).

2. Защита предохранителями с плавкими вставками

Конструкция предохранителей с плавкими вставками Предохранители с плавкими вставками («плавкие предохранители») защищают участок цепи от токовых перегрузок и токов КЗ. Они бывают одноразовые и со сменными вставками, используются в промышленности и в быту. Существуют предохранители, работающие на напряжении до 1 кВ, и высоковольтные предохранители, работающие на напряжении выше 1 кВ (например, плавкие предохранители на трансформаторах собственных нужд подстанций со стороны 6 кВ). Удобство в эксплуатации, простота конструкции и легкость при замене обеспечили предохранителям очень большую распространенность, рис. 2.

Рисунок 2 – Плавкий предохранитель типа ПН-2: 1 – корпус квадратного сечения (из фарфора или стеатита); 2 – ленточные плавкие вставки; 3 – наполнитель – кварцевый песок; 4 – диск; 5 – пластины; 6 – асбестовая прокладка; 7 – оловянные шарики, которые наносятся на вставки для снижения температуры плавления; 8 – зона сужения плавкой вставки; 9 – ножевые контакты

Плавкие вставки приваривают к диску, который крепится к пластинам, связанным с ножевыми контактами. Пластины крепятся к корпусу винтами. Плавкие предохранители считаются наиболее простыми, дешевыми и надежными аппаратами защиты в сетях НН и ВН (до 110 кВ). В то же время плавкий предохранитель является самым слабым звеном электрической цепи. Защитные свойства плавких предохранителей не регулируются и определяются габаритом патрона, номинальным током плавкой вставки, а также дополнительными факторами: температурой эксплуатации, способом монтажа, степенью старения плавкого элемента и т.п. На рис. 3 приведена классификация предохранителей по принципу действия, материалу плавкой вставки и конструкции.

Рисунок 3 – Классификация предохранителей

Основными элементами предохранителей являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство, гасящее дугу, возникающую после плавления вставки.

На рис. 4. представлен способ включения плавкого предохранителя в электрическую сеть и вид плавкой вставки.

Рисунок 4 – Устройство предохранителей ПР-2: а – способ установки предохранителя; б – схема установки плавкой вставки в корпусе; в – вид плавких вставок

В промышленности наибольшее распространение получили предохранители типов ПР-2 (плавкие предохранители с гашением дуги в закрытом объеме) и ПН-2 (плавкие предохранители с мелкозернистым наполнителем).

Плавкие предохранители ПР-2 на токи от 15 до 60 А имеют упрощенную конструкцию, (см. рис. 4). Вставка предохранителя ПР-2 штампуется из легкоплавкого и стойкого к коррозии цинка и располагается в герметичном трубчатом патроне, который состоит из фибрового цилиндра, латунной обоймы и латунного колпачка. Плавкая вставка прижимается к латунной обойме колпачком, который является выходным контактом. Форма вставки позволяет получить благоприятную время-токовую (защитную) характеристику. В предохранителях на токи более 60 А плавкая вставка присоединяется к контактным ножам с помощью болтов. Существует модификация предохранителей с плавкой вставкой, снабженная индикатором срабатывания. Это удобно при большом количестве предохранителей, так как облегчается процесс поиска сработавшего защитного элемента.

Основные требования к плавким предохранителям:

1. время-токовая (защитная) характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к время-токовой характеристике защищаемого объекта;
2. время срабатывания предохранителя при КЗ должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны ограничивать токи, иметь высокую отключающую способность;
3. замена сгоревшего предохранителя целиком или только плавкой вставки не должна требовать много времени;
4. предохранители должны работать селективно (избирательно);
5. характеристики предохранителя должны быть стабильными. Разброс параметров из-за технологических отклонений изготовления не должен ухудшать защитные свойства предохранителя.

Гашение дуги в плавком предохранителе ПР-2 происходит очень быстро (около 2 мс), поэтому можно считать, что уширенные части вставки в процессе гашения остаются неподвижными. Давление внутри патрона плавкого предохранителя пропорционально квадрату тока в момент плавления вставки и может достигать больших значений. Поэтому фибровый цилиндр должен обладать высокой механической прочностью, для этого на его концах установлены латунные обоймы. Диски, жестко связанные с контактными ножами, крепятся к обойме патрона с помощью колпачков.

Временем срабатывания плавкого предохранителя считают время плавления плавкого элемента до момента появления электрической дуги. Полное время отключения цепи составляет, мс:

где t_с – время срабатывания предохранителя, мс;

t_д – время гашения дуги, находится в пределах от 1 до 10 мс. Пропускаемый предохранителем ударный ток КЗ определяется временем срабатывания предохранителя (временем сгорания вставки).

Ток срабатывания – ток, приводящий к срабатыванию предохранителя за время, достаточное для достижения установившегося теплового состояния (за время 1÷4 часа в зависимости от номинального тока срабатывания плавкого элемента). Ток, который при тех же условиях не приводит к срабатыванию предохранителя, называют током несрабатывания. Среднее геометрическое этих двух токов называют пограничным током предохранителя (I_погр), и он должен соответствовать условию:

Условия выбора и проверка плавкого предохранителя:

1) номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше номинального напряжения подключаемой сети:

2) номинальный ток плавкой вставки выбирают по расчетному току защищаемой цепи и отстраивают от токов кратковременной допустимой перегрузки, от пусковых и пиковых токов ЭП:

где I_р – расчетный ток защищаемой цепи, А:

I_п – расчетный ток перегрузки, (пиковый ток), А;

k_д.п. – коэффициент, учитывающий длительность перегрузки. Фактически это длительность переходного процесса и его значение принимают равным:

• k_д.п =2,5, если время разгона двигателя меньше 10 с;
• kд.п =1,6÷2, если время разгона больше 10 с или при частых пусках;

3) при выборе защиты трансформатора необходимо учитывать бросок тока при его включении, который выбирают больше двойного номинального тока трансформатора. Должно выполняться условие IstartT≥ 2IN. Номинальный ток патрона предохранителя должен соответствовать выбранной плавкой вставке;

4) выбранные плавкие предохранители проверяют на требуемую чувствительность защиты (ksen):

в электрических сетях общего назначения

для взрывоопасных помещений

где I_kmin — минимальный ток КЗ в конце защищаемой зоны;

5) также проводят проверку на отключающую способность:

Предохранители ПР-2 выпускаются двух размеров (короткие и длинные); они работают бесшумно, практически без выброса пламени и газов, что позволяет устанавливать их на близком расстоянии друг от друга. Короткие предохранители ПР-2 предназначены для работы в сетях переменного напряжения не выше 380 В. Они имеют меньшую отключающую способность, чем длинные, рассчитанные на работу в сети с напряжением до 500 В.

Недостатками плавких предохранителей является то, что они не обеспечивают защиту от перегрузок, а также то, что перегорание предохранителя в одной фазе приводит к ненормальному режиму работы ЭД, пуск и работа которых в двухфазном режиме может привести к аварии. Поэтому обязательно с предохранителем требуется установка в качестве дополнительного аппарата защиты магнитного пускателя или контактора (на большие токи) со встроенными электротермическими расцепителями, включенными в цепь управления катушки пускателя. Магнитный пускатель является одновременно аппаратом защиты и от минимального напряжения: при напряжении, меньше некоторого критического значения (обычно 0,6÷0,7 U_N), он отключается и, в случае использования обычного кнопочного управления, при восстановлении напряжения самостоятельно не включается. Это защищает оборудование от самозапуска. Если требуется самозапуск ЭД, то пусковую кнопку пускателя шунтируют контактами реле времени, выдержка по времени которого перекрывает кратковременный перерыв в электропитании или значительное снижение напряжения.

Номинальный ток теплового реле магнитного пускателя, который защищает от перегрузки, выбирают только по расчетному току линии:

К недостаткам плавких предохранителей также можно отнести:

• одноразовость срабатывания и невозможность проверки защитных свойств без разрушения вставки;
• независимая работа каждой фазы, т.к. они включаются в каждую фазу отдельно;
• возможность ошибочных срабатываний;
• сложность обеспечения защиты электрической цепи во всем диапазоне возможных сверхтоков;
• «старение» плавкой вставки и др.

Плавкие предохранители с мелкозернистым наполнителем ПН-2 более совершенны, чем предохранители ПР-2, (см. рис. 2 и рис. 4).

В качестве наполнителя в предохранителях ПН-2 используется кварцевый песок с содержанием SiO2 не менее 98 %, с зернами размером (0,2÷0,4)·10-3 м и влажностью не выше 3 %. Зерна песка имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую поверхность. Перед засыпкой песок тщательно просушивается при температуре +120÷180 ºС.

Плавкая вставка выполняется из медной ленты толщиной 0,1÷0,2 мм. Для обеспечения ограничения тока плавкую вставку делают с сужением сечения, (см. рис. 7, в), и разделяют на три параллельные ветви для более полного использования наполнителя. Применение тонкой ленты и эффективный теплоотвод от суженных участков позволяет выбрать минимальное сечение вставки для номинального тока и обеспечивает высокую токоограничивающую способность. Последовательное соединение нескольких суженных участков способствует замедлению роста тока после плавления вставки, т. к. возрастает напряжение на дуге предохранителя.

Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные полоски или кладут оловянные зерна (металлургический эффект). При КЗ плавкая вставка предохранителя ПН-2 сгорает, и дуга горит в канале, образованном зернами наполнителя. Из-за горения в узкой щели, при токах выше 100 А дуга имеет возрастающую вольтамперную характеристику. Градиент напряжения на дуге очень высок, достигает (2÷6)·104 В/м, что обеспечивает гашение дуги за несколько миллисекунд. После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с диском заменяют, а патрон вновь засыпают песком. Для герметизации патрона под пластины кладут асбестовую прокладку, что предохраняет песок от увлажнения.

Предохранители ПН-2 выполняют на токи до 630 А. Предельный отключаемый предохранителем ток КЗ в сети достигает 50 кА (действующее значение тока). Малые габариты, незначительные затраты дефицитных материалов (меди), высокая токоограничивающая способность — достоинство плавкого предохранителя ПН-2. При номинальном токе I_N ≤ 40 А предохранитель имеет еще более простую конструкцию.

3. Защита автоматическими выключателями

3.1. Конструкция и принцип действия АВ

Современный автоматический выключатель (АВ) – сложное многофункциональное электротехническое устройство многократного действия, что позволяет его использовать при выполнении схем сетевой автоматики (АВР, АПВ). АВ устанавливают в сетях постоянного и переменного тока, используют для включений и отключений электрических цепей ЭП, для защиты электроустановок от перегрузок, от КЗ и недопустимого снижения напряжения. Поэтому они находят широкое применение в установках переменного тока напряжением до 660 В.

АВ играют ту же роль, что и предохранители, но имеют более сложную конструкцию, а пользоваться АВ гораздо удобнее, рис. 5. АВ легко восстанавливаются (включаются), не требуют замены, одновременно отключают питание во всех трех фазах, а не в одной поврежденной жиле, что обеспечивает более эффективную защиту ЭО по сравнению с защитой плавкими предохранителями, что исключает работу ЭО в неполнофазном режиме.

Рисунок 5 – Различные виды автоматических выключателей

Это важно, так как после исчезновения одной фазы ЭД продолжил бы работу на двух, что является аварийным режимом работы и может привести к его повреждению, рис. 6. Пользоваться выключателями удобно и при проведении регламентных ремонтных работ.

АВ состоит из корпуса, дугогасительных камер, механизмов управления и коммутации, расцепителей (рис. 7). Для включения АВ, находящегося в расцепленном положении (положение «Отключено автоматически»), механизм должен быть взведен перемещением рукоятки (9) выключателя в направлении знака «О» до упора.

При этом происходит зацепление рычага (10) с защелкой (11), а защелки – с отключающей рейкой (12). Включение осуществляется перемещением рукоятки (9) в направление знака «1» до упора. Провал контактов и контактное сжатие при включении обеспечивается за счет смещения подвижных контактов (18) относительно контактодержателя (17).

Рисунок 6 – Схема (а) и характеристика срабатывания (б) автоматического выключателя: 1 – контакты; 2 – механизмы свободного расцепления; 3 – трансформатор тока утечки; 4 – усилитель-преобразователь; 5 – кнопка проверки исправности выключателя; 6 – ЭП; 7 – характеристика срабатывания выключателя; 8 – граница опасности возникновения фибрилляции сердца

Отключение АВ происходит при повороте расцепителем отключающей рейки (12) независимо от положения рукоятки АВ (9). При этом рукоятка занимает промежуточное положение между знаками «О» и «1», указывая, что выключатель отключен автоматически. Дугогасительные камеры (2) установлены в каждом полюсе выключателя и представляют собой деионные решетки, состоящие из ряда стальных пластин (6).

Искрогасители, содержащие искрогасительные пластины (3) и (4), закрепляют в крышке (5) выключателя перед отверстиями для выхода газов в каждом полюсе АВ. Если в защищаемой цепи хотя бы на одном полюсе ток достигает величины, равной или превышающей значение уставки по току, срабатывает соответствующий расцепитель, и выключатель отключает защищаемую цепь.

Рисунок 7 – Устройство автоматического выключателя ВА 04-36: 1 – основание, 2 – камера дугогасительная, 3 и 4 – искрогасительные пластины, 5 – крышка, 6 – стальные пластины. 7 и 8 – звено, 9 – рукоятка, 10 – рычаг опорный, 11 – защелка, 12 – рейка отключающая, 13 – пластина термобиметаллическая, 14 – расцепитель электромагнитный, 15 – проводник гибкий, 16 – токопровод, 17 – контактодержатель, 18 – контакты подвижные

Электромагнитный максимальный расцепитель тока (14) устанавливается в каждом полюсе выключателя. Расцепитель выполняет функцию мгновенной защиты от КЗ. АВ низкого напряжения снабжаются встроенными расцепителями разного типа:

• электромагнитным или электронным расцепителем максимального тока, мгновенного или замедленного действия. Скорость срабатывания практически не зависит от величины тока;
• электротермическим или электронным инерционным расцепителем максимального тока с зависимой от тока выдержкой времени;
• расцепителем от тока утечки;
• расцепителем минимального напряжения;
• расцепителем обратного тока или обратной мощности;
• независимым расцепителем (для дистанционного отключения выключателя).

Первые два типа расцепителей устанавливают на всех полюсах, остальные расцепители — по одному на выключатель. Токи уставки срабатывания АВ, а также токовые расцепители выдержки времени могут быть регулируемыми. В одном выключателе можно применять один или несколько типов токовых расцепителей и дополнительно к ним устанавливать расцепитель минимального напряжения, независимый расцепитель и электромагнит включения.

По времени срабатывания электромагнитные и электронные расцепители имеют четыре разновидности:

1. расцепители, обеспечивающие срабатывание АВ за время, намного меньшее 0,01 с, и выполняющие отключение тока КЗ раньше, чем он достигнет своего ударного значения. Такие АВ называют токоограничивающими;
2. расцепители, обеспечивающие отключение тока КЗ при первом прохождении тока через нулевое значение (t = 0,01 с);
3. нерегулируемые расцепители, время срабатывания которых превышает 0,01 с;
4. расцепители с регулируемой выдержкой времени (0,1÷0,7 с), позволяющие добиться их замедленной работы относительно других АВ той же сети. Их называют селективными.

Независимые расцепители применяют для местного дистанционного и автоматического отключения АВ при срабатывании внешних защитных устройств. Расцепители обратного тока или обратной мощности применяют для защиты от выпадения из синхронизма СГ, работающих на электрическую сеть.

3.2. Расчет и выбор автоматического выключателя

АВ выбирают с соблюдением следующих требований:

U_Nсети – номинальное напряжение защищаемого участка сети, В;

I_расч – расчетный ток защищаемого участка сети, А.

Для одиночных электродвигателей, защищаемых АВ, считаем, что

Если защищаемый элемент сети работает в режиме технологических перегрузок, то необходимо выбирать автоматы с регулируемым расцепителем замедленного срабатывания, которые не отключает ЭП при плановых перегрузках, но осуществляющим защиту в аварийных режимах. Уставка замедленного срабатывания регулируемых расцепителей, осуществляющих защиту от перегрузки Iуст.п, выбирается по выражению, А:

При выборе тока уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя, осуществляющего защиту от КЗ, необходимо отстроиться от кратковременных перегрузок (принять большим ток отключения), вызываемых пуском (самозапуском) двигателей, А:

где Iпер (или Iпик) – ток кратковременной перегрузки (или пиковый ток), определяемый в зависимости от характера нагрузки защищаемого участка сети:

1) для одиночных двигателей, А:

где kпуск – кратность пускового тока двигателя;

2) для самозапускающихся ЭД, А:

где – сумма токов, возникающих при самозапуске ЭД, А;

3) для пуска мощного двигателя и обеспечения режима нормальной работы всех остальных ЭП, подключенных к защищаемой линии, должно выполняться условие, А:

Где – сумма номинальных токов двигателей, присоединенных к защищаемой линии, без учета наиболее мощного ЭД, A;

I_пуск.max – пусковой ток наиболее мощного ЭД на защищаемом участке сети, А; kc — коэффициент спроса, kc

АВ выбирают по номинальному току выключателя (I_N.вык) и номинальному току расцепителя (I_N.расц), А:

где I_дл.лин= I_N – длительный ток в линии, равный номинальному току двигателя, А:

где P_N – номинальная мощность двигателя, кВт;

U_N – номинальное напряжение электродвигателя, кВ; η_N – КПД двигателя, о.е.;

cosφ – коэффициент мощности двигателя, о.е.;

kt – коэффициент, учитывающий условия установки АВ: при открытой установке kt = 1; при установке в закрытых шкафах kt = 0,85.

После определения номинальных токов двигателей, защищаемых АВ, определяют пусковой ток двигателей с учетом его кратности, А:

Для АД кратность пускового тока k_пуск= 5÷8.

Пиковый ток при расчетах принимается:

где I_{пуск.max.дв} – пусковой ток самого большого двигателя, А.

Рассчитаем номинальный ток расцепителя с учетом поправочного коэффициента kt = 0,85 и того, что автоматы монтируются в шкафах, что ухудшает теплоотдачу:

Для отстраивания от пусковых токов (обеспечение невозможности срабатывания расцепителя) следует установить ток срабатывания расцепителя (Iсраб.рас), который на 25 % превысит максимальный пусковой ток двигателя (Istart), А:

Это значит, что АВ не должен срабатывать пока пусковой ток не превысит номинальный на 25 %. Этот разрешенный диапазон. По полученным данным выбирают АВ из таблиц каталогов, где указана номенклатура завода — изготовителя. По току послеаварийного режима, с учетом поправочного теплового коэффициента, выбирают номинальный ток селективного автомата.

Вводные автоматы в цеховую СЭС выбирают по установленной мощности цеховых трансформаторов с учетом их возможной перегрузки в послеаварийном режиме (согласно ГОСТ 14209-97), А:

Все выбранные АВ проверяют:

1. на отключающую способность: мальный ток трехфазного КЗ;
2. на чувствительность защит:

макси-

– при защите АВ с расцепителями замедленного действия, А:

где I (3) _{КЗmin —} минимальный ток однофазного КЗ в электрически удаленной точке защищаемого участка сети, А; I_Nрасц – номинальный ток расцепителя замедленного срабатывания, А;

– при защите автоматами с расцепителями мгновенного срабатывания, А:

где I_уст.КЗ – ток уставки мгновенного срабатывания, А; «1,4» – коэффициент для автоматов с INав < 100 А; «1,25» – коэффициент для автоматов с I_Nав ≥ 100 А.

4. Системы дугогашения в автоматических выключателях

4.1. Виды систем дугогашения в АВ

Системы дугогашения являются основными элементами конструкции АВ, т.к. в результате размыкания цепи может возникнуть электрическая дуга, которую системы дугогашения должны «погасить». Система дугогашения состоит из закрепленных параллельно друг другу металлических пластин, которые дробят, нейтрализуют или разрывают электрическую дугу в зависимости от конструкции.

Системы газового дугогашения применяют в выключателях ЭП переменного тока. При газовом дугогашении электрическая дуга горит в потоках газов, где она охлаждается, искривляется, удлиняется и разрывается.

Виды систем газового дугогашения:

1. газовое дугогашение– при появлении дуги зона разрыва разогревается, разогревает специальные газогенерирующие вещества (оргстекло, фибра) и происходит расширение потоков газов. Образовавшийся газ содержит большое количество водорода, который обладает высокой теплоемкостью и обеспечивает интенсивный отвод тепла от дуги. Газовое дугогашение применяют в аппаратах разового использования (предохранители с плавкими вставками), в разрядниках и в масляных выключателях;
2. при воздушном дугогашениина дугу действует поток сжатого воздуха. Воздушное дугогашение бывает:
   • поперечное – применяется в АВ напряжением не более 15 кВ;
   • продольное – используется в АВ сетей постоянного тока электровозов.
3. Системы магнитного дугогашения

Действие системы магнитного дугогашения основано на взаимодействии электрической дуги с магнитным полем: под действием поля электрическая дуга перемещается в пространстве, удлиняется и разрывается. Системы магнитного дугогашения классифицируют:

1. системы дугогашения с постоянными магнитами. К недостаткам таких систем следует отнести малые допустимые токовые нагрузки, высокую цену и хрупкость материалов магнитов;
2. системы дугогашения с электромагнитным дутьем(электродинамическое магнитное дугогашение). В этих системах гашение дуги основано на взаимодействии электрической дуги с собственным магнитным полем и магнитным полем токоведущих частей АВ. Электрическая дуга, возникающая между контактами, перемещается перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, перебрасывается на дугогасительные «рога», удлиняется и рвется. К преимуществам таких систем можно отнести простоту, отсутствие дополнительных устройств, поддержание постоянства направления электромагнитной силы при изменении направления тока. Недостатком является то, что иногда удлинения магнитной дуги недостаточно для разрыва (дугогашения);
3. электромагнитное дугогашение, основанное на взаимодействии электрической дуги с внешним магнитным полем, создаваемым специальными устройствами, состоящими из катушки возбуждения (дугогасительная катушка) и магнитопровода. Дугогасительные катушки возбуждения бывают с последовательным и независимым включением обмотки.

Каждая из этих систем имеет преимущества и недостатки:

• в системах с последовательным возбуждением к преимуществам можно отнести то, что возникающая сила пропорциональна току и при изменении направления тока не меняет своего направления. Недостатком является то, что при малых токах возникают трудности с гашением дуги из-за малой величины возникающей силы;
• в системах с независимым возбуждением преимуществом является то, что катушка питается от отдельного источника и величина возникающей силы не зависит от величины тока в цепи. К недостатку следует отнести необходимость изменения направления тока в дугогасительной катушке при изменении направления тока нагрузки.

4.2. Особенности процесса горения и гашения дуги в вакуумных дугогасительных камерах

Гашение дуги в вакуумной дугогасительной камере происходит в глубоком вакууме (при остаточном давлении 6÷10 мм рт. ст.). При разведении контактов загорается дуга и в вакуумных дугогасительных камерах появляются пары металла, которые «срываются» с поверхности контактов электродов при горении. После погасания дуги плотность паров металла между электродами и вокруг них снова уменьшается почти до нуля, и они оседают на поверхность холодных контактов. Поэтому в дугогасительной камере поддерживается достаточно высокий вакуум.

Дуга бывает двух разновидностей:

1. рассеянная («диффузная») дуга, возникающая в случае протекания небольшого тока (менее нескольких кА);
2. концентрированная дуга («сжатая») возникает при протекании тока, превышающего несколько кА, при определенных формах, размерах и материалах электродов, а также при определенных скоростях изменения отключаемого тока.

Диффузная дуга в вакууме гасится достаточно хорошо. Однако если под действием внешнего, направленного магнитного поля произойдет ее сжатие в одноствольный канал разряда, то на поверхности электродов могут образоваться обширные, сильно нагретые зоны, продолжающие эмитировать материал и после ее гашения. Интенсивность этого процесса зависит от материала контактов. Кроме того, в момент перехода тока через нуль, и даже некоторое время спустя погасить дугу в вакууме практически не удается. Поэтому простые торцевые контакты могут быть использованы в выключателях для коммутации токов нагрузки, не превышающих 4÷8 кА токов.

На рис. 8 показано уменьшение способности вакуумной дугогасительной камеры гасить дугу при увеличении тока отключения I_q из-за сжатия дуги, которая сформировалась магнитным полем в промежутке между простыми торцевыми контактами. При увеличении тока отключения Iq быстро уменьшается переходное восстанавливающееся напряжение UB, при котором происходит успешное гашение дуги. Зона 1 является зоной успешного гашения дуги, а зона 2 – зоной отказов в гашении.

Рисунок 8 – График уменьшения отключающей способности вакуумной дугогасительной камеры при увеличении тока отключения

Чтобы преодолеть ограничение, накладываемое на коммутационную способность выключателя с простыми торцевыми контактами, используют различные модификации этих контактов, чтобы «заставить» образовавшуюся дугу перемещаться по поверхности контактов с большой скоростью. К числу таких модификаций также относятся контакты, «заставляющие» дугу непрерывно вращаться от взаимодействия тока дуги с внешним магнитным полем постоянных магнитов или катушек, расположенных снаружи камеры. Наибольшее распространение получили два вида торцевых контактов:

1. в контактной системе типа «спиральный лепесток» сжатая дуга постоянно вращается по поверхности электродов (рис. 9);
2. контактная система чашеобразного типа (рис. 10), полностью препятствует образованию сжатой локализованной дуги, и поэтому остается в диффузном состоянии в течение всего процесса дугогашения.

Рисунок 9 – Эскиз контактной системы вакуумного выключателя типа «спиральный лепесток»

Рисунок 10 – Эскиз контактной системы вакуумного выключателя чашеобразного типа

На рис. 11 показаны осциллограммы отключения переменного тока в вакуумной камере выключателей серии BB/TEL, серийно выпускаемых фирмой «Таврида Электрик», где обозначено:

I – ток разрываемых контактов, А; х – ход контактов, мм; п – концентрация ионизированных паров металла в межконтактном промежутке, 1/м3; U, UД, UB – напряжения на промежутке, на дуге и восстанавливающееся напряжение соответственно, В; t0, t1 и t2 – моменты времени подачи команды на отключение, начала расхождения контактов и время перехода тока через нуль соответственно, с.

Рисунок 11 – Осциллограммы отключения переменного тока в вакуумной камере выключателей серии BB/TEL

После подачи команды на отключение (момент времени t0), через небольшой промежуток времени, начинается расхождение контактов (t1). При этом в межконтактном промежутке зажигается электрическая дуга, падение напряжения UД на которой очень небольшое (меньше 30 В). В момент перехода тока через нуль (t2) межконтактный промежуток заполняется ионизированными парами металла, образовавшимися за время горения дуги. Но из-за отсутствия среды, препятствующей распространению этих паров, их уход из межконтактного промежутка происходит очень быстро (в течение 5÷10 с).

После этого в вакуумном АВ напряжение восстанавливается. Электрическая прочность вакуумного промежутка высокая, и отключение тока гарантированно происходит даже при зазорах более 1 мм.

ПУЭ. Раздел 3. Защита и автоматика

14.01.2017 Комментариев нет 204307

Раздел 3. Защита и автоматика

Глава 3.1. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ

Область применения, определения

3.1.1. Настоящая глава Правил распространяется на защиту электрических сетей до 1 кВ, сооружаемых как внутри, так и вне зданий. Дополнительные требования к защите сетей указанного напряжения, вызванные особенностями различных электроустановок, приведены в других главах Правил.

3.1.2. Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

Требования к аппаратам защиты

3.1.3. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети (см. также гл. 1.4).

Допускается установка аппаратов защиты, нестойких к максимальным значениям тока КЗ, а также выбранных по значению одноразовой предельной коммутационной способности, если защищающий их групповой аппарат или ближайший аппарат, расположенный по направлению к источнику питания, обеспечивает мгновенное отключение тока КЗ, для чего необходимо, чтобы ток уставки мгновенно действующего расцепителя (отсечки) указанных аппаратов был меньше тока одноразовой коммутационной способности каждого из группы нестойких аппаратов, и если такое неселективное отключение всей группы аппаратов не грозит аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса.

3.1.4. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.).

3.1.5. В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители. Для обеспечения требований быстродействия, чувствительности или селективности допускается при необходимости применение устройств защиты с использованием выносных реле (реле косвенного действия).

3.1.6. Автоматические выключатели и предохранители пробочного типа должны присоединяться к сети так, чтобы при вывинченной пробке предохранителя (автоматического выключателя) винтовая гильза предохранителя (автоматического выключателя) оставалась без напряжения. При одностороннем питании присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам.

3.1.7. Каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значения номинального тока аппарата, уставки расцепителя и номинального тока плавкой вставки, требующиеся для защищаемой им сети. Надписи рекомендуется наносить на аппарате или схеме, расположенной вблизи места установки аппаратов защиты.

Выбор защиты

3.1.8. Электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности.

Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии: одно-, двух- и трехфазных — в сетях с глухозаземленной нейтралью; двух- и трехфазных — в сетях с изолированной нейтралью.

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1.7.79 и 7.3.139.

3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10), за исключением протяженных сетей, например сельских, коммунальных, допускается не выполнять расчетной проверки приведенной в 1.7.79 и 7.3.139 кратности тока КЗ, если обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

• 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
• 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);
• 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);
• 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой; если на этом автоматическом выключателе имеется еще отсечка, то ее кратность тока срабатывания не ограничивается.

Наличие аппаратов защиты с завышенными уставками тока не является обоснованием для увеличения сечения проводников сверх указанных в гл. 1.3.

3.1.10. Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

• осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах;
• силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях — только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников;
• сети всех видов во взрывоопасных зонах — согласно требованиям 7.3.94.

3.1.11. В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

• 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;
• 100% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для кабелей с бумажной изоляцией;
• 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;
• 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;
• 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

3.1.12. Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям должна быть не менее:

• 100% номинального тока электродвигателя в невзрывоопасных зонах;
• 125% номинального тока электродвигателя во взрывоопасных зонах.

Соотношения между длительно допустимой нагрузкой проводников к короткозамкнутым электродвигателям и уставками аппаратов защиты в любом случае не должны превышать указанных в 3.1.9 (см. также 7.3.97).

3.1.13. В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника, определенная по 3.1.9 и 3.1.11, не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок, приведенных в гл. 1.3, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по расчетному току.

Места установки аппаратов защиты

3.1.14. Аппараты защиты следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы была исключена возможность их механических повреждений. Установка их должна быть выполнена так, чтобы при оперировании с ними или при их действии были исключены опасность для обслуживающего персонала и возможность повреждения окружающих предметов.

Аппараты защиты с открытыми токоведущими частями должны быть доступны для обслуживания только квалифицированному персоналу.

3.1.15. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты (см. также 3.1.16 и 3.1.19).

3.1.16. Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии. Допускается в случаях необходимости принимать длину участка между питающей линией и аппаратом защиты ответвления до 6 м. Проводники на этом участке могут иметь сечение меньше, чем сечение проводников питающей линии, но не менее сечения проводников после аппарата защиты.

Для ответвлений, выполняемых в труднодоступных местах (например, на большой высоте), аппараты защиты допускается устанавливать на расстоянии до 30 м от точки ответвления в удобном для обслуживания месте (например, на вводе в распределительный пункт, в пусковом устройстве электроприемника и др.). При этом сечение проводников ответвления должно быть не менее сечения, определяемого расчетным током, но должно обеспечивать не менее 10% пропускной способности защищенного участка питающей линии. Прокладка проводников ответвлений в указанных случаях (при длинах ответвлений до 6 и до 30 м) должна производиться при горючих наружных оболочке или изоляции проводников — в трубах, металлорукавах, или коробах, в остальных случаях, кроме кабельных сооружений, пожароопасных и взрывоопасных зон, — открыто на конструкциях при условии их защиты от возможных механических повреждений.

3.1.17. При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается.

3.1.18. При защите сетей с глухозаземленной нейтралью автоматическими выключателями расцепители их должны устанавливаться во всех нормально незаземленных проводниках (см. также 7.3.99).

При защите сетей с изолированной нейтралью в трехпроводных сетях трехфазного тока и двухпроводных сетях однофазного или постоянного тока допускается устанавливать расцепители автоматических выключателей в двух фазах при трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных. При этом в пределах одной и той же электроустановки защиту следует осуществлять в одних и тех же фазах (полюсах).

Расцепители в нулевых проводниках допускается устанавливать лишь при условии, что при их срабатывании отключаются от сети одновременно все проводники, находящиеся под напряжением.

3.1.19. Аппараты защиты допускается не устанавливать, если это целесообразно по условиям эксплуатации, в местах:

1. ответвления проводников от шин щита к аппаратам, установленным на том же щите; при этом проводники должны выбираться по расчетному току ответвления;
2. снижения сечения питающей линии по ее длине и на ответвлениях от нее, если защита предыдущего участка линии защищает участок со сниженным сечением проводников или если незащищенные участки линии или ответвления от нее выполнены проводниками, выбранными с сечением не менее половины сечения проводников защищенного участка линии;
3. ответвления от питающей линии к электроприемникам малой мощности, если питающая их линия защищена аппаратом с уставкой не более 25 А для силовых электроприемников и бытовых электроприборов, а для светильников — согласно 6.2.2;
4. ответвления от питающей линии проводников цепей измерений, управления и сигнализации, если эти проводники не выходят за пределы соответствующих машин или щита или если эти проводники выходят за их пределы, но электропроводка выполнена в трубах или имеет негорючую оболочку.

Не допускается устанавливать аппараты защиты в местах присоединения к питающей линии таких цепей управления, сигнализации и измерения, отключение которых может повлечь за собой опасные последствия (отключение пожарных насосов, вентиляторов, предотвращающих образование взрывоопасных смесей, некоторых механизмов собственных нужд электростанций и т. п.). Во всех случаях такие цепи должны выполняться проводниками в трубах или иметь негорючую оболочку. Сечение этих цепей должно быть не менее приведенных в 3.4.4.

Источник https://lemzspb.ru/zashchita-kabel-nykh-liniy-avtomaticheskimi-vyklyuchatelyami/

Источник https://extxe.com/22660/tipy-vybor-i-proverka-zashhitnoj-i-kommutacionnoj-apparatury-v-setjah-do-1-kv/

Источник http://rukipro.ru/doc/pue-razdel-3.html