Умови вибору допустимих струмових навантажень
При довготривалому проходженню струму провідник нагрівається, а перевищення температури, що встановилась визначається:
τ вст.= τ н.(І/Ін)2; Де:
τ н. - перевищення температури провідника, яке використовується для обрахунку довготривалих струмів навантаження; І - довготривалий допустимий струм навантаження; Ін - струм навантаження.
Довготривалий допустимий струм навантаження визначається:
І = Ін(√ τ вст / τ н.)2;
При виборі електроустановок по нагріванню електричним струмом потрібно, що фактично встановлене перевищення температури τ вст. над температурою навколишнього середовища τ о відповідало допустимому значенню τ доп. В ПУЕ приводяться довготривалі допустимі значення струмів для провідників, при яких гарантується збереження ізоляції провідників.
2.Криві нагрівання і охолодження проводів і кабелів.
Рис.2.11.Криві нагрівання і охолодження провідників та кабелів. 1 – крива охолодження проводів; 2 – крива нагрівання проводів в нормальному режимі роботи; 3 – крива нагрівання проводів в повторно-короткочасному режимі роботи. 3.Рекомендації щодо вибору допустимих струмових навантажень.
Довготривалі допустимі струмові навантаження, що приведені в довідниковій літературі, визначені при наступних умовах: А) допустима температура жил: 650С- для проводів; 800С- для кабелів напругою до 3кВ і 600С- до 10кВ; температура навколишнього середовища: повітря +250С, землі +150С. Б) нульовий робочий провідник чотирьох провідної системи трифазного струму, а також заземлювальні і нульові захисні провідники при визначенні кількості провідників, що прокладаються в одній трубі (або жил багатожильного провідника) в розрахунок не приймаються. В) допустимі довготривалі струми для проводів і кабелів, що прокладені в коробах і лотках пучками, повинні прийматись відповідно як для проводів, які прокладені в трубах, так і для кабелів, що прокладені в повітрі. Г) при кількості проводів більше чотирьох, які прокладені в трубах, коробах і лотках пучками, струмові навантаження повинні прийматись як для проводів, які прокладені відкрито, але із зниженням допустимих навантажень приблизно на 12% при числі проводів 7-9. Е) для кабелів, що прокладені в землі, допустимі струмові навантаження приводяться для прокладки в траншеї одного кабелю на глибині 0, 7-1, 0м. При прокладці декількох кабелів до допустимих струмових навантажень слід застосовувати поправочні коефіцієнти. При виборі перерізів проводів і кабелів слід враховувати, що густина струму для проводів більшого перерізу нижча, тому, що збільшення перерізу супроводиться збільшенням поверхні охолодження, який пропорційний діаметру проводу. Отже в проводах і кабелях більшого перерізу відношення охолоджувальної поверхні до перерізу менша, чим в проводах малого перерізу, що погіршує умови охолодження і приводить до необхідності зниження допустимої густини струму. Для поліпшення умов прокладки в багатьох випадках замість одного кабелю вибирають два і більше кабелів меншого перерізу. В повторно - короткочасному режимі роботи при струмові Ікр з ПВ< 40% і перерізах мідних проводів більше 6мм2, а алюмінієвих більше 10мм2 рекомендується замінювати короткочасний струм Ікр. на довготривалий Ідовг. по наступній формулі: Ідовг.= Ікр.√ ПВ/0, 875; Допускається короткочасне перевантаження кабелів, що прокладені в землі в межах 1, 2-1, 35 від номінального навантаження протягом 0, 5год. при умові, що коефіцієнт завантаження 0, 6-0, 8 і короткочасне перевантаження кабелів в аварійних режимах в межах 1, 35-1, 5 протягом 1 год. при тих же умовах. Переріз проводів та кабелів напругою до 1000В вибирається по умовах нагрівання: Ідоп.≥ Ідовг/Кпопр.; Де: Кпопр.- поправочний коефіцієнт по умовах прокладки проводів і кабелів.
ТЕМА: ЗАХИСНІ АПАРАТИ В МЕРЕЖАХ ДО 1 кВ. План: 1. Призначення захисних апаратів. 2. Запобіжники та їх характеристики. 3. Автоматичні вимикачі та їх характеристики. 4. Захист електричних мереж.
1.Призначення захисних апаратів. Проводи та кабелі, що вибрані по номінальному або максимальному струмові в нормальному режимі можуть витримувати навантаження, які значно перевищують допустимі із-за перевантажень електроприймачів, а також при однофазних і міжфазних коротких замиканнях (к.з.), а тому так, як і електроприймачі, ділянки мережі повинні захищатись захисними апаратами: запобіжниками, автоматичними вимикачами та тепловими реле., що вбудовані в магнітні пускачі.
Призначення захисних апаратів: 1). Включення та відключення електроспоживачів та електричних кіл. 2). Захист від перевантажень, коротких замикань, зниження напруги або само запуску двигунів. 3). Регулювання числа обертів електродвигунів. 4). Електричне гальмування.
Апарат може бути призначений для виконання, як однієї так і декількох функцій, що визначає її конструкції і схему з’єднання. Апарати можуть спрацьовувати в результаті дії на них операторів або незалежно від оператора, під впливом фізичних процесів в електричних колах.
2.Запобіжники та їх характеристики.
Плавкі запобіжники призначені для захисту електроприймачів, проводів та кабелів від струмів к.з. Основний робочий елемент запобіжника-плавка вставка, виготовлена із сплавів легкоплавких металів, що закріплена в корпусі запобіжника. Номінальним струмом запобіжника називається найменший струм, на який розраховані його струмоведучі частини (патрон, контактні стойки). Цей струм дорівнює найбільшому із номінальних струмів плавких вставок, що призначені до встановлення на даному запобіжнику. Номінальним струмом плавкої вставки називається найбільший струм, при якому заводом – виробником гарантується робота плавкої вставки невизначений час без розплавлення. Номінальні струми вказуються заводом на корпусі запобіжника. Плавкі вставки витримують струми на 30-50% більші номінальних струмів протягом 1 год і більше. При струмах, що перевищують номінальний струм на 60-100%, плавкі вставки плавляться за час менший 1 год. Найбільш розповсюджені запобіжники застосовуються для захисту електроустановок напругою до 1кВ: ПР-2-запобіжник розбірний, НПН, ПН2- насипні запобіжники нерозбірні. Основні типи запобіжників мають номінальні струми від 15 до 1000А, тобто вони задовольняють майже всі існуючі електроустановки (не рахуючи спеціальних) промислових підприємств. По конструктивному виконанню запобіжники поділяються на дві групи: з наповнювачем, наприклад, ПН2, НПН2, ПП170 ПП18), які наповнені дрібнозернистим кварцевим піском і без наповнювача (наприклад ПР2). Плавкі запобіжники поділяють на інерційні - з великою тепловою інерцією, тобто здатністю витримувати значні короткочасні перевантаження і без інерційні - з малою тепловою інерцією, тобто з обмеженою здатністю до перевантажень. При розміщенні запобіжників в електричних мережах потрібно вибирати їх так, щоб забезпечити вибірковість (селективність) захисту, тобто при короткому замиканні на ділянці мережі повинна перегорати плавка вставка запобіжника тільки захищаємої ділянки, а на інші подається напруга в нормальному режимі. Це досягається тим, що номінальний струм кожної плавкої вставки, якщо слідувати в напрямку від споживача до джерела живлення, повинна бути більша попередньої на два ступеня стандартної плавкої вставки, при умові, що це не приведе до збільшення перерізу проводів. Плавкі запобіжники мають переваги: 1.Прості в конструкції. 2.Недорогі. Недоліки: 1.Не можуть захищати лінію від перевантажень, тому що не допускають довготривале перевантаження до моменту плавлення. 2. Не завжди забезпечують захист в зв’язку із-за окислення контактів, послаблення натиску і т.п. 3.При к.з. в трифазній лінії можливе перегорання одного із запобіжників, в цьому випадку двигун включений на дві фази, що приводить до перегріву двигуна та виходу його з ладу.
3.Автоматичні вимикачі та їх характеристики.
Автоматичні вимикачі не мають тих недоліків, що плавкі запобіжники, вони забезпечують швидкий та надійний захист проводів та кабелів як від струмів к.з. так і від перевантажень. Крім того, автоматичні вимикачі можуть використовуватись і для керування при не частих і відключеннях. Таким чином автоматичні вимикачі поєднують одночасно функції захисту та керування. Для виконання захисних функцій автоматичні вимикачі мають або тільки теплові розчіплювачі, або тільки електромагнітні розчіплювачі, або комбіновані (тобто і теплові і електромагнітні). Теплові розчіплювачі виконують захист від струмів перевантажень, а електромагнітні виконують захист від струмів короткого замикання. Дія теплових розчіплювачів автоматів і реле, що вбудовуються в магнітні пускачі, основана на нагріванні біметалевої пластинки, що виготовлена із сплаву двох металів з різними коефіцієнтами лінійного розширення. В розчіплювачі або реле, при струмі, який перевищує струм, на який вони вибрані, одна з пластин при нагріванні подовжується і внаслідок подовження діє на пружинний механізм відключення автоматичного вимикача або магнітного пускача. Тепловий розчіплював автомата або реле магнітного пускача не захищає лінію або асинхронний к.з. двигун від струмів к.з., тому що тепловий розчіплював має велику теплову інерцію і не встигає нагріватись за малий проміжок часу від проходження струму к.з. або пускового струму. Електромагнітний розчіплював являє собою електромагніт, який діє на пружинний механізм відключення. У випадку, коли струм на катушці перевищує установлене значення, електромагнітний розчіплював відключає лінію миттєво. Автоматичні вимикачі характеризуються: - номінальною напругою (максимальна напруга мережі, при якій допускається використовувати даний автомат); - номінальним струмом (максимальний струм, що вказується в паспорті, який автомат витримує необмежений час. Номінальний струм, що відключає автомат називається струмом спрацювання, а настроювання автомату або реле на заданий струм спрацювання називається вставкою струму. Уставку струму електромагнітного розчіплювала називається відсічкою. Електромагнітний вимикач не реагує на струм перевантаження, тому що струм перевантаження менший за струм спрацювання електромагнітного розчіплювача
|
