Расчетный выбор предохранителей
Предохранители выбирают по номинальному току предохранителя Iпр.н и току плавкой вставки Iвст.н.
Ток плавкой вставки должен удовлетворять двум условиям:
1) Iпл.вст ≥ Iдл;
2) Iпл.вст ≥ Iкр/α, где
Iдл – длительный ток в линии;
Iкр=Iпуск – кратковременный ток в линии, равный пусковому току двигателя;
α – коэффициент, учитывающий длительность максимального кратковременного тока в линии.
α=2,5 – при легком пуске двигателя;
α=1,6-2 – при тяжелом пуске двигателя.
По большему из условий выбирается предохранитель:
Тип, Iпр.н, Iпл.вст
Приведем пример:
Нужно подобрать предохранители к двигателю марки 4А180М4 с номинальной мощностью 30 кВт и отношением пускового к номинальному току Iп/Iн=6,5. Примем условие пуска за легкое: α=2,5.
Номинальный ток равен Iн≈2Рн=2·30=60 А
По таблице предохранителей выберем плавкую вставку, номинальный ток которой должен быть не меньше расчетного. Выбираем Iвст=160, тип предохранителя ПН2-200.
www.elektrikii.ru
Отстройка плавких вставок предохранителей от пусковых токов электродвигателей
Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.
Отстройка плавких вставок от пусковых токов выполняется по времени: пуск электродвигателя должен полностью закончиться раньше, чем вставка расплавится под действием пускового тока.
Опытом эксплуатации установлено правило: для надежной работы вставок пусковой ток не должен превышать половины тока, который может расплавить вставку за время пуска.
Все электродвигатели разбиты на две группы по времени и частоте пуска
Двигателями с легким пуском считаются двигатели вентиляторов, насосов, металлорежущих станков и т. п., пуск которых заканчивается за 3…5 с, пускаются эти двигатели редко, менее 15 раз в 1 ч.
двигателям с тяжелым пуском относятся двигатели подъемных кранов, центрифуг, шаровых мельниц, пуск которых продолжается более 10 с, а также двигатели, которые пускаются очень часто - более 15 раз в 1 ч. К этой категории относят и двигатели с более легкими условиями пуска, но особо ответственные, для которых совершенно недопустимо ложное перегорание вставки при пуске.
Выбор номинального тока плавкой вставки для отстройки от пускового тока производится по выражению: Iвс ≥ Iпд /К (1)
где Iпд - пусковой ток двигателя, определяемый по паспорту, каталогам или непосредственным измерением; К - коэффициент, определяемый условиями пуска и равный для двигателей с легким пуском 2,5, а для двигателей с тяжелым пуском 1,6…2.
Поскольку вставка при пуске двигателя нагревается и окисляется, уменьшается сечение вставки, ухудшается состояние контактов, она может ложно перегореть при нормальной работе двигателя. Вставка, выбранная в соответствие с формулой 1, может сгореть также при затянувшемся по сравнению с расчетным временем пуске или самозапуске двигателя.
Школа для электрика: статьи, советы, полезная информация
Поэтому во всех случаях целесообразно измерить напряжение на вводах двигателя в момент пуска и определить время пуска.
Для предотвращения сгорания вставок при пуске, что может повлечь за собой работу двигателя на двух фазах и его повреждение, целесообразно во всех случаях, когда это допустимо по чувствительности к токам КЗ, выбирать вставки более грубыми, чем по условию (1).
Каждый двигатель должен защищаться своим отдельным аппаратом защиты. Общий аппарат допускается для защиты нескольких маломощных двигателей только в том случае, если будет обеспечена термическая устойчивость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузки, установленных в цепи каждого двигателя.
Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколько асинхронных электродвигателей
Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током и самозапуск двигателей, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.
При расчете защиты необходимо точно определить какие двигатели отключаются при понижении или полном исчезновении напряжения, какие остаются включенными, какие повторно включаются при появлении напряжения.
Для уменьшения нарушений технологического процесса применяют специальные схемы включения удерживающего электромагнита пускателя, обеспечивающего немедленное включение в сеть двигателя при восстановлении напряжения. Поэтому в общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питается несколько самозапускающихся двигателей, выбирается по выражению: Iвс ≥ ∑Iпд /К. (2)
∑Iпд - сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей.
Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихся электродвигателей
где Iкр = I’пуск + I’длит – максимальный кратковременный ток линии;
I’пуск – пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения;
Школа для электрика: статьи, советы, полезная информация
I’длит – длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы электродвигателей) – это суммарный ток, который потребляется всеми элементами, подключенными через плавкий предохранитель, определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).
studfiles.net
Поскольку пусковой ток в 5…7 раз превышает номинальный ток двигателя, плавкая вставка, выбранная по выражению (1), будет иметь номинальный ток в 2…3 раза больше номинального тока двигателя и, выдерживая этот ток неограниченное время, не может защитить двигатель от перегрузки.
Для защиты двигателей от перегрузки обычно применяют тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели или в автоматические выключатели.
Если для защиты двигателя от перегрузки и управления им применяется магнитный пускатель, то при выборе плавких вставок приходится учитывать также условие предотвращения повреждения контактов пускателя.
Дело в том, что при коротких замыканиях в двигателе снижается напряжение на удерживающем электромагните пускателя, он отпадает и разрывает ток короткого замыкания своими контактами, которые, как правило, разрушаются. Для предотвращения этого короткого замыкания
двигатели должны отключаться предохранителем раньше, чем разомкнутся контакты пускателя.
Это условие обеспечивается, если время отключения тока короткого замыкания предохранителем не превышает 0.15…0.2 с; для этого ток короткого замыкания должен быть в 10…15 раз больше номинального тока вставки предохранителя, защищающего электродвигатель.
Защита предохранителями воздушных линий 0,4 кВ
Защита воздушных линий, которые защищаются только от коротких замыканий, должна удовлетворять требованиям чувствительности. Согласно ПУЭ минимальный ток короткого замыкания в конце защищаемого участка должен быть по крайней мере в 3 раза больше номинального тока вставки.
Школа для электрика: статьи, советы, полезная информация
сетях с заземленной нейтралью (0,4 кВ) чувствительность предохранителей определяется при однофазных металлических коротких замыканий между фазным и нулевым, заземленным проводом: Iвс ≤ I(1)кз/3
При коротких замыканиях между фазным проводом и землей через большие переходные сопротивления (сухая земля, сухой снег, деревья и т.д.) возможны отказы предохранителей.
Следует иметь в виду, что при однофазных коротких замыканиях время перегорания вставки может быть очень большим. Например, для предохранителей ПН2 время сгорания вставки при трехкратном токе короткого замыкания будет порядка 15…20 с.
Секционирующие предохранители
Требования отстройки от нагрузки и обеспечения чувствительности прямо противоположны. Чтобы удовлетворить оба эти требования в воздушных сетях применяются предохранители, которые дополнительно устанавливаются в линии на некотором расстоянии от питающей подстанции. Поскольку по мере удаления от источника питания нагрузка уменьшается, номинальный ток вставки секционирующего предохранителя можно взять меньше, чем у предохранителя, установленного в начале линии. В результате чувствительность секционирующего предохранителя к короткому замыканию в конце линии будет выше, чем у предохранителя, установленного в начале линии. Таким образом, сеть разбивается на ряд участков, каждый из которых защищен своими предохранителями.
Следует отметить и еще одно важное преимущество секционирующих предохранителей: при повреждении какого-либо участка отключается только этот участок, остальная сеть остается в работе.
Школа для электрика: статьи, советы, полезная информация
studfiles.net
Поскольку пусковой ток электродвигателя в несколько раз превышает номинальный, во избежание поломки на механизм устанавливается предохранитель. Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей осуществляется с учетом отстройки от пускового тока. При этом максимальный номинальный ток плавкой вставки должен быть больше номинального тока самого предохранителя, а расчетный ток цепи превышать оба эти показателя. Плавкие вставки отстраиваются по времени таким образом, чтобы они не расплавились до момента полного завершения процесса пуска двигателя. Обычно расчет выполняется с условием, чтобы пусковой ток был меньше или равен половине тока, способного расплавить вставку.
По частоте и времени пуска асинхронные электродвигатели делятся на два типа:
Для расчета номинального тока вставки значение пускового тока двигателя делится на коэффициент условий пуска. Первое значение определяется с помощью измерений, по каталогу или паспорту. Второе значение равно 2,5 для механизмов с легким пуском и от 1,6 до 2 – для механизмов с тяжелым пуском.
Важно предварительно точно определить время пуска и сделать замеры напряжения на вводах механизма в момент пуска, поскольку возможно ложное перегорание вставки при номинальной работе агрегата вследствие ее окисления и нагрева (как результат – уменьшение сечения и ухудшение состояния контактов).
Сгорание вставки при пуске приводит к тому, что двигатель начинает работать на двух фазах и быстро ломается. Поэтому, если уровень чувствительности механизма к КЗ позволяет, нужно выбирать более грубые чем по результатам расчетов вставки. Для каждого двигателя необходим отдельный аппарат защиты. Установка общего аппарата для нескольких двигателей допускается при соблюдении следующих условий:
В магистрали, питающей несколько двигателей, защита должна обеспечивать как их самозапуск, так и пуск механизма с наибольшим показателем пускового тока. При расчете защиты необходимо определить:
Выбор предохранителей асинхронных электродвигателей в магистрали без самозапускающихся механизмов осуществляется с учетом соотношения максимального кратковременного тока линии и пускового тока двигателя/двигателей, включаемых одновременно.
Защиту агрегатов от перегрузки обеспечивают тепловые реле, которые встроены в автоматические выключатели или магнитные пускатели. Так как при возникновении КЗ контакты часто разрушаются, необходимо обеспечить условия, при которых предохранитель отключит двигатели до того, как контакты пускателя разомкнутся. Поэтому ток вставки предохранителя должен быть в 10-15 раз меньше, чем ток короткого замыкания – это позволяет отключать ток КЗ на время от 0,15 до 0, 2 секунд.
www.szemo.ru
Предохранитель не должен сработать при номинальном токе нагрузки 
, поэтому выполняется условие
<
, (3.19)
где 
– пограничный ток плавкой вставки предохранителя, определяемый по эмпирическим формулам или времятоковыми характеристиками [5, 8-9].
Для лучшей защиты величина пограничного тока предохранителя 
должна выбираться возможно ближе к
. Предохранитель не обеспечивает надежной защиты двигателя от токов перегрузки из-за нестабильности времятоковой характеристики и необходимости учета пусковых токов. Учитывая эти особенности, выбирают для медной вставки
/
а для легкоплавкой вставки 1,2–1,4.
Расчет максимально-токовой защиты на предохранителях можно выполнить приближенно.
Номинальный ток плавкой вставки 
для осветительной нагрузки с активным сопротивлением определяется по номинальному току нагрузки
. (3.20)
Для асинхронного двигателя с фазным ротором (АДФ) и двигателя постоянного тока (ДПТ), если Iпуск ≤
, плавкую вставку можно выбирать из условия
(1–1,25)
(3.21)
Для двигателей с большими пусковыми токами (Iпуск ≥
), с небольшим числом включений и легкими условиями пуска (продолжительность пуска не более 5с.) ток плавкой вставки определяется по формуле
(3.22)
при тяжелых условиях пуска или большой частоте включений
(3.23)
Для двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме, за номинальный ток принимается ток в режиме ПВ=25%.
Плавкие вставки предохранителей для группы электрических приемников выбираются из условия одновременной работы наибольшего количества приемников и пуске двигателя с максимальным пусковым током
(3.24)
Наряду с проверкой плавкой вставки по условию пуска или кратковременной перегрузки необходимо проводить проверку по условиям короткого замыкания. Допускается применение предохранителей при кратностях 
/
≥3, однако желательно, чтобы выполнялось условие
/
≥10.
Необходимо выбрать автоматический выключатель с максимально-токовым и тепловым расцепителями.
Номинальное напряжение выключателя и число главных контактов должно соответствовать заданным.
Современные автоматические выключатели имеют встроенные расцепители, устанавливаемые заводом-изготовителем и рассчитанные на заданные номинальные токи. Номинальный ток расцепителя может отличаться от номинального тока выключателя 
, но не превосходит его. Поэтому выбор выключателя производится по номинальному току его расцепителя.
Номинальный ток комбинированного расцепителя выбирается из условия
(3.25)
Выключатели с максимально токовым расцепителем снабжены отсечкой, кратность уставки которой по отношению к номинальному току расцепителя отстраивается от максимально возможного превышения тока 
над номинальным значением в процессе нормальной работы потребителя
(3.26)
где 
1,2–1,8 – коэффициент запаса превышения максимального тока.
Для группы двигателей
(3.27)
для схем управления электроприводами
(3.28)
где 
– суммарный номинальный ток катушек максимального количества одновременно включенных в схеме управления.
Для асинхронного двигателя отсечка выключателя 
может быть отстроена [5, 9] от амплитудного ударного пускового тока
(1,2–1,4)
на 10–20% превышая его значение
≥(1,1–1,2)
. (3.29)
Номинальная отсечка автоматического выключателя 
должна быть не меньше
, но не должна превышать минимального значения тока КЗ в цепи
<
. (3.30)
Таким образом, кратность уставки тока отсечки к номинальному току расцепителя должна находиться в пределах
<
. (3.31)
Предельная коммутационная способность выключателя должна превышать ток короткого замыкания.
Тепловой элемент комбинированного расцепителя проверяется по номинальной уставке на ток срабатывания теплового расцепителя. Номинальная уставка на ток срабатывания теплового расцепителя выключателя 
равна среднему значению между током несрабатывания расцепителя – 1,1Iном р и нормированным значением тока срабатывания – 1,45Iном р
(3.32)
Время срабатывания 
теплового расцепителя автоматического выключателя находится из его защитной характеристики по току перегрузки, длительно протекающему в цепи и проверяется условие согласования нагрузочной характеристики двигателя и защитной характеристики выключателя. При пуске двигателя время срабатывания
должно быть больше времени пуска
ненагруженного двигателя, т. е.
>
. (3.33)
Если это условие не выполняется, то необходимо изменить 
в пределах регулирования тока несрабатывания или заменить тепловой нагревательный элемент.
studfiles.net
В наше время предохранители с плавкими вставками уходят уже в прошлое. В новых проектах предохранители практически не применяют, по крайней мере я не применяю))) Сегодня речь пойдет о том, на что следует обращать внимание при выборе плавкой вставки предохранителя.
Для защиты электрических сетей и электродвигателей могут быть использованы автоматические выключатели либо плавкие предохранители. О достоинствах и недостатках этих двух аппаратов я расскажу в другой раз.
Я не сторонник применения плавких предохранителей, но бывают ситуации, когда нужно выбрать плавкую вставку для предохранителя. В большинстве случаях трудностей возникнуть не должно. Основное условие это то, чтобы номинальный ток плавкой вставки был выше номинального тока защищаемой цепи и напряжение предохранителя совпадало с напряжением сети. Но что делать, если нам необходимо подобрать плавкую вставку предохранителя для защиты двигателя до 1кВ?
Как известно, у двигателей при пуске возникают большие пусковые токи. Если этим пренебречь, то наш предохранитель при пуске сразу перегорит. А этого не должно происходить!
В этом случае нужно руководствоваться п.5.3.56 ПУЭ.
Для электродвигателей с легкими условиями пуска отношение пускового тока электродвигателя к номинальному току плавкой вставки должно быть не более 2,5, а для электродвигателей с тяжелыми условиями пуска (большая длительность разгона, частые пуски и т.п.) это отношение должно быть равным 2,0-1,6.
Например, подберем предохранитель для двигателя (АИР100L2), который нарисован в шапке моего блога. Потребляемый ток 10,8А, Iп/Iн=7,5. Если бы не учитывали пусковой ток, то выбрали бы, например, ППН-33 с плавкой вставкой на 16А. Будем считать, что данный двигатель установлен на системе вентиляции и пуск у данного двигателя будет легким. Поэтому 10,8*7,5=81А – пусковой ток двигателя.
Iп/Iпл.вс.<=2,5
Iпл.вс.=81/2,5=>32,4А
Отсюда следует, чтобы плавкая вставка не перегорела при пуске данного двигателя, номинальный ток предохранителя должен быть более 32,4А, т.е. ППН-33 с плавкой вставкой на 36А.
Ниже представлена таблица рекомендуемых значений номинальных токов плавких предохранителей для защиты силовых трансформаторов 6/0,4 и 10/0,4кВ.
| Sт.ном. защищаемого тр-ра, кВА | Iном, А | |||||
| трансформатора на стороне | предохранителя на стороне | |||||
| 0,4кВ | 6кВ | 10кВ | 0,4кВ | 6кВ | 10кВ | |
| 25 | 36 | 2,4 | 1,44 | 40 | 8 | 5 |
| 40 | 58 | 3,83 | 2,3 | 60 | 10 | 8 |
| 63 | 91 | 6,05 | 3,64 | 100 | 16 | 10 |
| 100 | 145 | 9,6 | 5,8 | 150 | 20 | 16 |
| 160 | 231 | 15,4 | 9,25 | 250 | 31,5 | 20 |
| 250 | 360 | 24 | 14,4 | 400 | 50 | 40 (31,5) |
| 400 | 580 | 38,3 | 23,1 | 600 | 80 | 50 |
| 630 | 910 | 60,5 | 36,4 | 1000 | 160 | 80 |
Для любителей жучков привожу таблицу соответствия диаметра медной проволоки и номинального тока плавкой вставки. Здесь вам понадобится штангельциркуль для измерения диаметра проволоки.
| Номинальный ток вставки, А | Число проволок | Диаметр медной проволоки, мм |
| 2 | 1 | 0,12 |
| 3 | 1 | 0,16 |
| 6 | 1 | 0,25 |
| 10 | 1 | 0,33 |
| 15 | 1 | 0,45 |
| 20 | 1 | 0,5 |
| 25 | 1 | 0,6 |
| 35 | 1 | 0,75 |
| 40 | 1 | 0,8 |
| 40 | 2 | 0,5 |
| 50 | 1 | 0,9 |
| 70 | 1 | 1,1 |
| 70 | 2 | 0,75 |
| 80 | 1 | 1,2 |
| 80 | 2 | 0,8 |
| 100 | 1 | 1,35 |
| 100 | 2 | 0,9 |
А вы часто применяете предохранители?
220blog.ru
Отстройка плавких вставок предохранителей от пусковых токовэлектродвигателей
Главным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных движков с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.
Отстройка плавких вставок от пусковых токов производится по времени: запускэлектродвигателя должен стопроцентно окончиться ранее, чем вставка расплавится под действием пускового тока.
Опытом эксплуатации установлено правило: для надежной работы вставок пусковой ток не должен превосходить половины тока, который может расплавить вставку за время запуска.
Все электродвигатели разбиты на две группы по времени и частоте запуска
Движками с легким запуском числятся движки вентиляторов, насосов, металлорежущих станков и т. п., запуск которых завершается за 3…5 с, пускаются эти движки изредка, наименее 15 раз в 1 ч.
К движкам с томным запуском относятся движки подъемных кранов, центрифуг, шаровых мельниц, запуск которых длится более 10 с, также движки, которые пускаются очень нередко — более 15 раз в 1 ч. К этой категории относят и движки с более легкими критериями запуска, но особо ответственные, для которых совсем неприемлимо неверное перегорание вставки при пуске.
Выбор номинального тока плавкой вставки для отстройки от пускового тока делается по выражению: Iвс ≥ Iпд/К (1)
где Iпд — пусковой ток мотора, определяемый по паспорту, каталогам либо конкретным измерением; К — коэффициент, определяемый критериями запуска и равный для движков с легким запуском 2,5, а для движков с томным запуском 1,6…2.
Так как вставка при пуске мотора греется и окисляется, миниатюризируется сечение вставки, усугубляется состояние контактов, она может неверно перегореть при обычной работе мотора. Вставка, избранная в соответствие сформулой 1, может сгореть также при затянувшемся по сопоставлению с расчетным временем пуске либо самозапуске мотора. Потому во всех случаях целенаправлено измерить напряжение на вводах мотора в момент запуска и найти время запуска.
Для предотвращения сгорания вставок при пуске, что может повлечь за собой работу мотора на 2-ух фазах и его повреждение, целенаправлено во всех случаях, когда это допустимо по чувствительности к токам КЗ, выбирать вставки более грубыми, чем по условию (1).
Каждый движок должен защищаться своим отдельным аппаратом защиты. Общий аппарат допускается для защиты нескольких маломощных движков исключительно в том случае, если будет обеспечена тепловая устойчивость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузки, установленных в цепи каждого мотора.
Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколькоасинхронных электродвигателей
Защита магистралей, питающих несколько движков, должна обеспечивать и запуск мотора с большим пусковым током и самозапуск движков, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.
При расчете защиты нужно точно найти какие движки отключаются при снижении либо полном исчезновении напряжения, какие остаются включенными, какие повторно врубаются при возникновении напряжения.
Для уменьшения нарушений технологического процесса используют особые схемы включения удерживающего электромагнита пускателя, обеспечивающего незамедлительное включение в сеть мотора при восстановлении напряжения. Потому в общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питается несколько самозапускающихся движков, выбирается по выражению: Iвс ≥ ∑Iпд /К.(2)
∑Iпд — сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей.
Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихсяэлектродвигателей
В данном случае плавкие вставки предохранителей выбираются по последующему соотношению: Iном. вст.≥ кр/К
где Iкр = I’запуск + I’длит – наибольший краткосрочный ток полосы;
I’запуск – пусковой ток электродвигателя либо группы сразу включаемыхэлектродвигателей, при пуске которых краткосрочный ток полосы добивается большего значения;
I’длит – долгий расчетный ток полосы до момента запуска электродвигателя (либо группы электродвигателей) – это суммарный ток, который потребляется всеми элементами, присоединенными черезплавкий предохранитель, определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (либо группы движков).
Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей отперегрузки
Так как пусковой ток в 5…7 раз превосходит номинальный ток мотора, плавкая вставка, избранная по выражению (1), будет иметь номинальный ток в 2…3 раза больше номинального тока мотора и, выдерживая этот ток неограниченное время, не может защитить движок от перегрузки.
Для защиты движков от перегрузки обычно используют термические реле, встраиваемые в магнитные пускатели либо в автоматические выключатели.
Если для защиты мотора от перегрузки и управления им применяется магнитный пускатель, то при выборе плавких вставок приходится учесть также условие предотвращения повреждения контактов пускателя.
Дело в том, что при маленьких замыканиях в движке понижается напряжение на удерживающем электромагните пускателя, он отпадает и разрывает токнедлинного замыкания своими контактами, которые, обычно, разрушаются. Для предотвращения этогонедлинного замыкания движки должны отключаться предохранителем ранее, чем разомкнутся контакты пускателя.
Это условие обеспечивается, если время отключения тока недлинного замыкания предохранителем не превосходит 0.15…0.2 с; для этого токнедлинного замыкания должен быть в 10…15 раз больше номинального тока вставки предохранителя, защищающегоэлектродвигатель.
elektrica.info
