Выбор электрических аппаратов

Плавкие предохранители

Плавкие предохранители, как и выключатели, защищают электрические установки от вредного воздействия, перегрузок и коротких замыканий.

Плавкий предохранитель (ПП) состоит из легко плавящейся металлической вставки, укрепленной в корпусе предохранителя.

Номинальным током плавкой вставки  называют наибольший ток, при котором она должна работать длительно, не перегорая.

Различают плавкие вставки двух типов:

а) плавкие вставки с малой теплоёмкостью. Они имеют малое сечение, т.к. изготовлены из металлов с высокой электрической проводимостью, например из меди, серебра, цинка. Такие ПП являются быстродействующими;

б) плавкие вставки с большой теплоемкостью. Они изготавливаются из металла с большим сопротивлением, например, свинца и его сплавов и не являются быстродействующими.

Физический процесс работы ПП состоит из нагрева, плавления и испарения металла вставки, пробоя промежутка и гашения дуги.

Что бы уменьшить температуру предохранителя при стремятся уменьшить температуру нагрева и плавления металла вставки. Применение легкоплавких металлов (олово, свинец) приводит к увеличению сечения вставки, что вредно отражается на гашении дуги, поэтому используют так называемый металлургический эффект. На плавкую вставку из тугоплавкого металла (медь) направляют кусочек легкоплавкого металла (олово), который действует как металлический растворитель. При токах короткого замыкания такие вставки перегорают быстро, и небольшое количество легкоплавкого металла не влияет на дугогашение. При перегрузке же за счет металлургического эффекта такая плавкая вставка перегорает раньше, чем её температура достигает плавления.

Плавкие предохранители без наполнителей.

Примером такого предохранителя является плавкий предохранитель типа ПР-2. Он выпускается двух типов: на напряжение 220 В и 500 В.

Гашение дуги в фибровом патроне осуществляется благодаря высокому давлению газов, которые выделяются из фибрового патрона при его нагреве дугой. Это давление газов достигает 10 Мпа. Номинальный ток плавкой вставки от 15 до 1000 А.

Плавкие предохранители с наполнителями.

Промышленность выпускает предохранители ПН-2 и быстродействующие ПНБ-2, ПНБ-3. Эти предохранители выпускаются для постоянного тока до 400 В и для переменного тока 500 В. На высокое напряжение 6, 10, 35 кВ. В качестве заполнителя служит песок. Быстрое гашение дуги в таком предохранители обеспечивается её сужением в узком канале между песчинками кварца.

При выборе плавких вставок должно быть соблюдено несколько условий:

                                        I_{ном пл вст} ≥ (1,15…1,25)I_ном.                                (42)

Номинальный ток , А, двигателя определим по формуле

                                     ,                                              (43)

где – мощность тягового электродвигателя кВт;  = 150 кВт;

– напряжение на коллекторе, В; = 550 В;

– КПД двигателя, % = 0,913

I_{ном пл вст} = 1,25 · 299 = 374 А.

Тип плавкого предохранителя ПР-2-600 с номинальным током 600 А и током плавкой вставки 430 А.

Автоматический выключатели и тепловые реле.

В электрической цепи плавкие предохранители не могут обеспечить защиту от перегрузки двигателя, т.к. предохранители выбираются по пусковому току электродвигателя и ток, при котором перегорает плавкая вставка предохранителя, намного превосходит номинальный ток электродвигателя.

Недостатком предохранителей при защите ими трехфазной линии является также возможность перегорания только одного из трех защищающих линию предохранителей. В этом случае все подключенные к линии электродвигатели оказываются включенными на две фазы, благодаря чему их обмотки быстро нагреваются и при отсутствии защиты от перегрузки могут быть повреждены.

Наименьший ток, при котором расцепитель или тепловое реле приходит в действие, называется током срабатывания расцепителя или реле. При токе в цепи, равном или превышающем ток срабатывания, расцепитель освобождает контактный рычаг, и автомат под действием пружины отключается. Аналогично, тепловое реле вызывает отключение магнитного пускателя или контактора, разрывая своим контактом цепь катушки, удерживающей пускатель или контактор во включенном положении. В обоих случаях происходит отключение одновременно всех трех фаз линии и не возникает опасность работы электродвигателя на двух фазах.

Выбор тепловое реле.

Тепловое реле по номинальному току электродвигателя в соответствии с условием

                                   ;                                             (46)

                                        .

Тип теплового реле ТРП 600 с номинальным током 600 А и током уставки 0,75 … 1,25 .

Выбор автоматических выключателей.

Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям

                                                                                  (47)

,

,

.

Определим пиковый ток Iпик, А, по формуле

Iпик=Iном ·kпуск+Iном,

I_пик= 299 · 7,5 = 2242 А.

Кратность тока отсечки определим по формуле

,

 = 8,76.

Тип автоматических выключателей ВА 51-37 сноминальным током автоматического выключателя равным 400 А, номинальным током электромагнитного расцепителя 320 А и кратностью тока отсечки 10.