Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Елементи теорії електробезпеки електричного кола_____________________________________________________________________________ Іскробезпечні електричні кола. Метод вибухозахисту “іскробезпечне електричне коло”. Три рівні іскробезпечного електричного кола. Іскробезпечні системи. Іскробезпечне електроустаткування. Сертифікація. Вибухозахищене електроустаткування.Вибухонепроникна оболонка. Вимоги до електроустаткування. __________________________________________________________________________________________________ Іскробезпечне електричне коло (англ. intinsically safe circuit) – електричне коло, виконане так, що електричний розряд або нагрівання елементів кола не здатне призвести до спалаху вибухонебезпечного середовища при певних умовах спеціального випробовування. Метод вибухозахисту “іскробезпечне електричне коло”є найбільш прогресивною концепцією відвертання вибуху, яка ґрунтується на принципі обмеження енергії, що запасена в електричному колі. Іскробезпечні електричні кола фактично не здатні генерувати електричну дугу, іскри або чинити теплову дію, що можуть викликати вибух небезпечної суміші як під час нормального функціонування електрообладнання (нормальний режим роботи електроустановки), так і при певних аварійних ситуаціях (аварійний режим роботи електроустановки). Розглянемо основні характеристики та поняття теорії іскробезпечного електричного кола(І.е.к.): v Мінімальний запалюючий струм (напруга, потужність або енергія) – струм (напруга, потужність або енергія) в електричному колі, який викликає займання у вибухонебезпечному середовищі з імовірністю v Забезпечення іскробезпеки кола– створення іскробезпечного струму (напруги, потужності або енергії) в електричному колі.  v Іскроутворюючий механізм– контактні пристрої, які призначені для одержання розрядів в електричному колі, яке випробовується. v Коефіцієнт іскробезпеки– відношення мінімальних запалюючих параметрів до відповідних іскробезпечних (іскробезпечні кола та мережі повинні мати коефіцієнт іскробезпеки не нижче 1,5). v Характеристика іскробезпеки– залежність мінімального запалюючого або іксробезпечного струму (напруги, потужності або енергії) від інших параметрів електричного кола. v Зв'язані електричні кола– електрообладнання або його коло, які при нормальному або аварійному режимах роботи не відокремлені гальванічно від іскробезпечних кіл. v Іскробезпечне електричне коло визначається як коло, в якому розряди або термічні дії, що виникають під час нормального режиму роботи електроустаткування, а також в аварійних режимах, не викликають займання вибухонебезпечної суміші. v Іскробезпечні електричні кола поділяють на три рівні: · особливовибухобезпечні; · вибухобезпечні; · підвищеної надійності проти вибуху; · вид вибухозахисту «іскробезпечне електричне коло» реалізується в світильниках, світлосигнальних пристроях, апаратурі управління (керування), сигналізації та зв'язку. v Іскрозахисні елементи (пристрої)– спеціальні елементи, які забезпечують іскробезпеку електричного кола. v Іскробезпечне електрообладнання– електрообладнання, в якого зовнішні та внутрішні електричні кола іскробезпечні. v Іскробезпечний струм (напруга, потужність або енергія) – найбільший струм (напруга, потужність або енергія) в електричному колі, який утворює розряди, що не викликають займання вибухонебезпечного середовища у певних умовах (іскробезпечна напруга досягає 1000 В, струм – 10 А, індуктивність – 3 Гн, ємність – 10 мкФ). Іскробезпечні системи можуть зберігати свої властивості при двох незалежних несправностях, таких як КЗ зовнішньої електропроводки і ушкодження компонентів, і при цьому система буде як і раніше безпечною.Вид вибухозахисту «іскробезпечне електричне коло» ґрунтується на підтримці іскробезпечного струму (напруги, потужності або енергії) в електричному колі. При цьому під «іскробезпечним струмом» (напругою, потужністю або енергією) мається на увазі найбільший струм (напруга, потужність або енергія) в електричному колі, що утворює розряд, який не викликає займання вибухонебезпечної суміші в установлених відповідними стандартами умовах випробувань. Відповідно до стандарту CENELEC EN 50.020 визначаються два рівні іскробезпечних кіл: «Ех ia» і «Ex ib», що встановлюють кількість несправностей, можливих в особливих випадках, і коефіцієнти безпеки, що застосовуються на стадії проектування [49]. Рівень ia допускає до двох незалежних несправностей і може бути використаний в Zone 0, тоді як рівень ib допускає тільки одну несправність і може бути використаний в Zone 1. ГОСТ 22782.5-78 (Електроустаткування вибухозахищене з видом вибухозахисту «іскробезпечне електричне коло») поширюється на вибухозахищене електроустаткування груп I і II по ГОСТ 12.2.020-76 з видом вибухозахисту «іскробезпечне електричне коло»і електроустаткування з іншими видами вибухозахисту, що має іскробезпечні і пов'язані з ними іскронебезпечнихкіл. Стандарт повністю відповідає публікаціям МЭК 79-3 (1972 р.) і 79-11 (1976 р.) в частині основних технічних вимог і методів випробувань. Відповідно до цього стандарту іскробезпечні електричні кола розділяються на три рівні, вказаних в таблиці. 7.3. Таблица 7.3 Рівні іскробезпечних електричних кіл
У стандартах на електроустаткування з видом вибухозахисту «іскробезпечне електричне коло» розглядаються три типи пристроїв: § елементарні пристрої; § іскробезпечне електроустаткування; § пов'язане електроустаткування. До елементарних пристроїв відносяться такі, в яких не перевищується жодне з наступних значень: 1,2 В; 0,1 А; 20 мкДж; 25 мВт. До цієї категорії належать пасивні сприймаючі елементи (термопари, резистивні датчики, контакти, світлодіоди і т.д.), які можуть бути безпосередньо розміщені на небезпечних ділянках. Вони не вимагають сертифікації і маркування. Іскробезпечним електроустаткуваннямє електроустаткування, у якого зовнішні і внутрішні електричні кола іскробезпечні. Зовнішнє устаткування (вихідні елементи, перетворювачі «струм-тиск», клапани соленоїдів і т. д.), що застосовується у вибухонебезпечних зонах, має бути сертифіковане на іскробезпеку. Сертифікація ґрунтується на максимальному рівні енергії (група газу) і величині температури самозаймання. Пов'язане електроустаткування–це таке електроустаткування або його кола, які при нормальному або аварійному режимі роботи не відокремлені гальванічно від іскробезпечних кіл. Пасивні бар'єри, ізольовані бар'єри постійного струму і контрольно-вимірювальне устаткування, які застосовуються для сполучення і виміру сигналів, що поступають з небезпечних зон, є основною частиною цього типуустаткування і мають бути сертифіковані на відповідність максимальному значенню енергії (група газу), яке може бути передане у вибухонебезпечну зону. Електроустаткування повинне розміщуватися у вибухобезпечній зоні, а при розміщенні у вибухонебезпечному середовищі повинно мати відповідний вигляд вибухозахисту. У європейській практиці для пов'язаного електроустаткування, розміщеного у вибухобезпечній зоні, застосовується наступна маркування: [Ex ia] II, C. Пов'язане електроустаткування, що розміщене у вибухонебезпечній зоні і має вигляд вибухозахисту «вибухонепроникна оболонка», маркується таким чином: Ex «d» [ia] II, C T4. Маркування в квадратних дужках вказує на те, що це пов'язане електроустаткування. Вибухозахищене електроустаткування з видом вибухозахисту «іскробезпечне електричне коло», розміщене у вибухонебезпечній зоні, повинно бути також сертифіковане на відповідність величині температури самозаймання. Таким чином, вид вибухозахисту «іскробезпечне електричне коло» є методом, який захищає електроустаткування і пов'язану з ним електропроводку в небезпечних зонах, включаючи ушкодження, викликані розривом, коротким замиканням або випадковим заземленням сполучного кабелю. Установка є дуже спрощеною, тому що не потрібні кабелі в металевій оболонці, кабелепроводи або спеціальні пристрої. До того ж поточний ремонт і проведення контрольних перевірок може здійснюватися персоналом, навіть коли кола знаходяться під навантаженням і устаткування функціонує.
Комутаційні апарати _____________________________________________________________________________Комутаційні апарати: означення, типи. Контактний комутаційний апарат. Безконтактний комутаційний апарат. Класифікація комутаційних апаратів. Параметри, які мають комутаційні апарати. Вимоги до комутаційних апаратів при нормальному і ненормальному режимах роботи керованого ними електродвигуна. Основні вимоги ПУЕ до комутаційних апаратів. Вимоги ПУЕ до апаратів захисту. ____________________________________________________________________________________________ Комутаційний апарат(КА) –електричний апарат, який призначено для комутації електричного кола та проведення струму шляхом подачі або зняття напруги з електроустановки або її частини. Примітка 1. Термін «комутація» означає процес з’єднання. Примітка 2. Наведені в цій темі означення та тлумачення понять відповідають стандарту: «ДСТУ 2304-93 Апарати комутаційні електричні. Вимикачі. перемикачі. Терміни та визначення» [52].
У загальному випадку комутаційні апарати поділяються на два типи: Перший тип КА: Контактний комутаційний апарат–апарат, який здійснює комутаційну операцію шляхом механічного взаємного переміщення контакт-деталей, внаслідок чого, відбувається комутація електричного струму. Контактні комунікаційні апарати, що працюють за значних (десятки ампер і більше) струмах та напругах (від сотень вольт і вище), та/або на індуктивне чи ємнісне навантаження, облаштовуються спеціальними системами гасіння електричної дуги. Другий тип КА: Безконтактний комутаційний апарат–апарат, який здійснює комутаційну операцію за рахунок зміни опору комутатора без механічного переміщення деталей. Безконтактні комутаційні апарати, що працюють на індуктивне або ємнісне навантаження облаштовуються спеціальними системами захисту від електричного перевантаження, що виникає у момент комутації. До класу комутаційних апаратів відносяться такі електротехнічні вироби: ü Вимикач. ü Вимикач навантаження. ü Віддільник. ü Короткозамикач. ü Роз'єднувач. ü Автоматичний вимикач (АВ). ü Пускач магнітний (МП). ü Пристрій захисного відімкнення (ПЗВ). ü Контактор. ü Реле. ü Рубильник. ü Пакетний вимикач. ü Запобіжник.
Комутаційні апарати характеризуються наступними параметрами: ü Впливова величина–фізична величина, на зміну якої комутаційний апарат призначений реагувати. ü Уставка впливової величини–задане значення величини спрацювання або неспрацювання, на яку відрегульовано апарат. ü Уставка за часом–значення витримки часу, на яку відрегульовано апарат. ü Діапазон уставки–область значень уставки, на які може бути відрегульовано апарат. ü Час включення–проміжок часу від моменту подавання сигналу на увімкнення комутаційного апарата до моменту появи заданих умов для проходження струму у його головному колі. ü Власний час увімкнення–інтервали часу з моменту подавання сигналу на увімкнення контактного апарата до моменту замикання заданого контакту. ü Власний час вимкнення–проміжок часу з моменту подавання сигналу на вимкнення до моменту механічного роз'єднання останнього з контактів. ü Повний час вимкнення–проміжок часу з моменту подавання сигналу на вимкнення комутаційного апарата до моменту припинення струму в усіх його полюсах. ü Часострумова характеристика–залежність часу спрацьовування комутаційного апарата від струму в його головному колі. ü Струм вимкнення–прийняте значення очікуваного струму у колі, вимкненому апаратом, у заданий момент часу. ü Струм ввімкнення–прийняте значення очікуваного струму в колі, ввімкненому апаратом, у заданий момент часу. ü Стійкість за наскрізних струмах–здатність апарата у відповідному комутаційному положенні або змозі пропускати певний струм протягом певного часу у передбачених умовах, залишаючись після цього у передбаченому стані. ü Механічна витривалість–здатність контактного апарата виконувати в певних умовах певну кількість операцій без струму у колі головних і вільних контактів, залишаючись після цього у передбаченому стані. ü Електрична витривалість–здатність контактного апарата виконувати у певних умовах певну кількість операцій під час комутації його контактами, кіл зі струмом, що мають задані параметри, залишаючись після цього в передбаченому стані. ü Відновлювана напруга–напруга, що з'являється на контактах одного полюсу комутаційного апарата у перехідному режимі безпосередньо після згасання у ньому дуги. ü Діаграма комутаційних положень–діаграма, що показує положення контактів у різних комутаційних положеннях комутаційного апарату і послідовність переходу з одного комутаційного положення в інше. У відповідності з ПУЕ (глава5.3), .
. У колі окремих електродвигунів допускається мати апарат, який відключає не всі провідники, якщо в загальному колі групи таких електродвигунів встановлений апарат, що відключає всі провідники. При наявності дистанційного або автоматичного керування електродвигунів будь-якого механізма поблизу останнього повинен бути встановлений апарат аварійного відключення, який виключає можливість дистанційного або автоматичного пуску електродвигуна до примусового повернення цього апарату в початкове положення. Комутаційні апарати повинні без пошкоджень і ненормального зносу комутувати найбільші струми нормальних режимів роботи керованого ними електродвигуна (пускового, гальмівного, реверсу, робочий). Пуск асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором і синхронних двигунів повинен здійснюватися, як правило, безпосереднім веключенням в мережу (прямий пуск). При неможливості прямого пуска належить застосовувати пуск через реактор, трансформатор або автотрансформатор. Якщо реверси і гальмування не мають місця в нормальному режимі, проте можливі при неправильних операціях, то комутаційні апарати в головному колі повинні комутувати ці операції без руйнування. В особливих випадках допускається застосування пуска з підняттям частоти мережі з нуля. .
. Комутаційні апарати за своїми електричними і механічними параметрами повинні відповідати характеристикам приводимого механізма за всіма режимами його роботи в даній установці. Використання втичних контактних з'єднань для управління переносними електродвигунами допускається тільки при потужності електродвигуна не більше 1 кВт. Втичні контактні з’єднувачі, які слугують для приєднання пересувних електродвигунів потужністю понад 1 кВт, повинні мати блокування, при якому відключення і включення з’єднання можливі тільки при відключеному положенні пускового апарату в головному (силовому) колі електродвигуна. Включення обмоток магнітних пускачів, контакторів і автоматичних вимикачів в мережі до 1 кВзі заземленою нейтраллю може здійснюватися на міжфазну або фазну напругу. При включенні обмотки на фазну напругу її нульовий вивід повинен бути надійно приєднаний до нульового робочого провідника живильної лінії або окремого ізольованого провідника, приєднаному до нульової точки мережі. Комутаційні апарати електродвигунів, які живляться за схемою блока трансформатор-електродвигун, належить, як правило, встановлювати на вводі від мережі, що живить блок, без встановлення їх на вводі до електродвигуна.
__________________________________________________________________________________________ Апарати захисту _____________________________________________________________________________Апарат захисту: означення, призначення, класифікація. Види захисту, який здійснюється апаратами захисту. Способи захисту різних електричних мереж у випадку аварійного режиму. Класифікація апаратів захисту за принципом дії. Класифікація апаратів захисту за ступенем захисту оболонки. Вимоги ПУЕ до апаратів захисту. __________________________________________________________________________________________________
У відповідністю з ПУЕ, апарат захисту–це апарат, який автоматично відключає захищальне електричне коло при ненормальних режимах (короткого замикання, тривалого струмового навантаження, обриву кола тощо). Існують різні види апаратів захисту відповідно до конструкції, принципу дії, виду аварійного режиму, ступенем захисту оболонки тощо. За видом аварійного режиму, від наслідків якого здійснюється захист електричної мережі, апарати захисту класифікують на такі: · захист від КЗ (здійснюється за допомогою плавкого запобіжника, автоматичного вимикача з розчіплювачем струмів КЗ – електромагнітним, комбінованим або напівпровідниковим); · захист від перевантажень (здійснюється за допомогою плавкого запобіжника (за малих перевантажень – ненадійно), теплового реле, автоматичного вимикача з розчіплювачем струмів перевантаження – тепловим, комбінованим або напівпровідниковим; · захист від струмів витоку (здійснюється за допомогою пристрою захисного відключення, ПЗВ); · захист від зниження напруги (здійснюється за допомогою автоматичного вимикача з мінімальним або нульовим розчіплювачем напруги); · захист від імпульсних перенапруг (здійснюється за допомогою пристроїв захисту від імпульсної перенапруги, ПЗІП). Зазначимо, що відповідно ПУЕ, захист від КЗ повинні мати всі електричні мережі. Захист від перевантажень повинні мати мережі житлових будинків і споруд громадського призначення, службово-побутових приміщень промислових підприємств, торгових установ, електромережі у вибухо- та пожежонебезпечних зонах. Силові мережі повинні мати захист від перевантажень, тільки якщо за умовами технологічного процесу може статися тривале перевантаження провідників. Захист від струмів витоку за допомогою улаштування ПЗВ є обов'язковим для електричних мереж житлових будинків, будівель та споруд громадського призначення. Захист від перенапруг, викликаних розрядами блискавки, рекомендується виконувати шляхом встановлення ПЗІП в електричних мережах на межах зон захисту від вторинних дій блискавки. За видом аварійного режиму, від наслідків якого здійснюється захист електричної мережі, апарати захисту класифікують відповідно табл.7.4. Таблица 7.4 Способи захистурізних електричних мережу випадку аварійного режиму
У табл. 7.5 розглянута класифікаціяапаратів захисту за принципом дії. Таблица 7.5 Класифікація апаратів захисту за принципом дії
І, нарешті, розглянемо класифікацію апаратів захисту за ступенем захисту оболонки. За ступенем захисту оболонки апарати захисту повинні відповідати умовам навколишнього середовища. Апарати захисту у вибухозахищеному виконанні не випускаються. Як правило, апарати захисту встановлюються в розподільних пристроях, захисна оболонка (або вибухозахист) яких повинна відповідати умовам навколишнього середовища. До пристроїв, які забезпечують захист від струму перевантаження та від струму КЗ відносяться [28]: § плавкі запобіжники; § автоматичні вимикачі з комбінованимирозчіплювачами; § автоматичні вимикачі в поєднанні з плавкими запобіжниками. Пристрої захисту призначені реалізувати за певних умов захисне автоматичне вимикання живлення– автоматичне вимикання одного чи декількох лінійних (фазних) провідників і, у випадку необхідності, нейтрального провідника, що виконується з метою електробезпеки. Якщо уставка більше значення сили струму КЗ поза ділянки кола, яке захищається, то захист спрацює тільки на захищеній ділянці без витримки часу, при КЗ в зоні її дії, та не спрацює, якщо КЗ відбудеться поза цієї ділянки. У цьому полягає селективність захисту, який забезпечується підбором витримки часу спрацьовування Dtс, який зростає ступенями в бік джерела живлення. Вимоги ПУЕ до апаратів захисту такі: 1. Кожний аппарат зазисту повинен мати напис, яка вказує значення номінального струму апарату, уставки розчеплювача і номінального струму плавкої вставки, яка вимагається для мережі, що захищується. 2. Апарати захисту за своєю відключаючою здатністю повинні відповідати максимальному значенню струму КЗ на початку ділянки електричної мережі, що захищається. 3. Як апарати захисту повинні повинні застсовуватися автоматичні вимикачі або запобіжники. 4. Для забезпечення вимоги швидкодії, чутливості або селективності допускається при необхідності застосування пристроїв захисту з використанням виносних реле (реле непрямої дії). 5. Автоматичні вимикачі і запобіжники пробочного типу повинні приєднуватися до мережі так, щоб при вивенченной пробці запобіжника (автоматичного вимикача) повинна залишалися без напруги. 6. Номінальні струми плавких вставок запобіжників і струми уставок автоматичних вимикачів, які служать для захисту окремих ділянок мережі, у всіх випадках належить вибирати за можливістю найменшими за розрахунковами струмами цих ділянок або рівними номінальним струмам електроприймачів, але таким чином, щоб апарати захисту не відключали електроустановки при короткочасних перевантаженнях (пускові струми, піки технологічних навантажень, струми при самозапуску тощо). Відповідно глави 3.1 ПУЕ, апарати захисту повинні мати кратність не більше: · 300% для номінального струму вплавкої вставки запобіжника; · 450% для струму вставки автоматичного вимикача, який має тільки максимальний миттєво діючий розчіплювач (відсічення); · 100% для номінального струму розчеплювача автоматичного вимикача з нерегульованою обернено залежною від струму характеристикою (незалежно від наявності чи відсутності відсічення); · 125% для струму зрушення розчеплювача автоматичного вимикача з регульованою обернено залежною від струму характеристикою; якщо на цьому автоматі є ще відсічення, то її кратність струму спрацьовування не обмежується.
Автоматичні вимикачі _____________________________________________________________________________Автоматичні вимикачі (АВ): означення, історія винайдення. Класифікація автоматичних вимикачів (автоматів). Технічні характеристики автоматів.Часово-струмова характеристика автоматичного вимикача.Методика вибору АВ. Пускові струми електроприймачів.Розчеплювачі автоматичних вимикачів: означення, будова, принцип дії, види. Класифікація АВ за кількістю полюсів. Автомати головні та периферійні. Маркування АВ. Вимоги ПУЕ до АВ.________________________________________________________________________________________________
Автоматичний вимикач призначений для нечастих вмикань (хоча вимикачі провідних фірм можуть мати комутаційну витривалість до 20 000 циклів увімкнено/вимкнено), а також для захисту кабелів та кінцевих споживачів від перевантаження і короткого замикання. Автоматичний вимикач(АВ) або автомат–це контактний комутаційний апарат максимального струмового захисту (, що спроможний вмикати, проводити та вимикати струм, коли електричне коло у нормальному стані, а також вмикати, проводити протягом певного встановленого часу і вимикати струм при певному аномальному стані електричного кола (зокрема, при аварійному стані). Іншими словами, АВ – це механічний комутаційний апарат, призначений включати, проводити на протязі заданого часу та виключати струми при нормальному стану електричного кола, а також автоматично вимикати струми КЗ. ДВèРанню форму автоматичного вимикача була описано Томасом Едісоном у заявці на патент 1879 року. На той час, у розподільних мережах використовувалися запобіжники. Метою автомата, було захистити електричне коло від випадкових коротких замикань та перевантажень. Автоматичний вимикач, подібний до сучасного малорозмірного пристрою, було запатентовано Brown, Boveri & Cie 1924 року. У простих ручних вимикачах повітряного переривання контактів, створювалися небезпечні дуги під час вимкнення великих струмів; вони поступилися місцем мастильним контактам, а різноманітні види, що використовують спрямований потік повітря під тиском, або мастило з напором, набагато краще охолоджують та переривають дугу. ƒ Розглянемо класифікацію автоматичних вимикачів (автоматів): v За родом електричного струму: вимикачі постійного та змінного струму. v За кількістю полюсів: однополюсні і двополюсні вимикачі з 1-м або 2-ма захищеними полюсами, триполюсні вимикачі з 3-ма захищеними полюсами, чотирьохполюсних вимикачі з 3-ма або 4-ма захищеними полюсами. v За своїм захистом від зовнішнього впливу: закритого або відкритого виконання. v За способом свого монтажу: настінний тип, втоплений тип, встановлення в розподільних шафах (включаючи встановлення на din-рейки), комбіновані. v За способом свого приєднання: мають або не мають механічне кріплення. v За струмом миттєвого розчеплення, означуваному типами В, С, D. Наведемо іншу класифікацію автоматичних вимикачів за такими ознаками: · кількість полюсів – від 1 до 4; · рід струму головного ланцюга: постійний; змінний; постійний і змінний струм; · струмообмежуючі або не струмообмежуючі; · неселективні або селективні; · з витримкою часу в зоні струмів короткого замикання; · по виду приводу – з ручним приводом або електроприводом; · по виконанню: а) стаціонарного виконання з кріпленням нерухомо на щиті або панелі, б) висувною з кріпленням в рамі (на DIN-рейці) і в) з можливістю переміщення без розриву електричного кола для обслуговування і ремонту. Автоматичний вимикач призначенийяк для включення-відключення в ручну електрокола, так і для захисту від короткого замикання та струму, більшого за номінальний струм автомата. Автоматичні вимикачі виконують одночасно функції захисту та керування.Незалежно відвиконуваних завдань, автоматичні вимикачі поділяються за власним часом спрацьовування 1) швидкодіючі, що мають струмообмежувальний ефект ( 2) нормальні ( 3) селективні ( Переважна більшість автоматичних вимикачів функціонує запринципом електромагнітних реле максимального струму (РМС). Технічні характеристики автоматичних вимикачівтакі: 1. Номінальний струм вимикача Iн–максимальне значення струму (змінного або постійного), що протікає в тривалому режимі через автоматичний вимикач при нормальних умовах експлуатації.Номінальний струм(А), значення (зазначене у маркуванні), у діапазоні: 6,3, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100, 160 А – для побутового використання, 1000, 2600 А – для промислового. 2. Номінальний робочий струм теплового (або напівпровідникового) розчеплювачаIнр – таке значення струму, змінного або постійного, при тривалому протіканні якого не відбувається відключення автоматичного вимикача, але відбувається його відключення при протіканні за нормований час струму, більшого за значенням, як правило1,05 ¸ 1,2Iнр. Калібруються значення номінального робочого струму теплового (напівпровідникового) розчеплювача вибирається зі стандартного ряду, але не може перевищувати номінального струму вимикача. 3. Уставка за струмом спрацьовування в зоні струмів КЗ–таке значення струму, змінного або постійного, при якому відбувається практично миттєве спрацьовування АВ з розривом електричного кола. Ця технічна характеристика нормується або в одиницях струму, або як величина, кратна струму теплового розчеплювача Iнр, наприклад 10×Iнр. Для автоматичних вимикачів, виконаних в стандартах DIN (німецького інституту стандартизації), уставка за струмом спрацьовування в зоні струмів КЗ стандартизована і має такі позначення: · характеристика «В» – встановлюють в мережах житлових будинків, де немає стрибків струму (наприклад, від вмикання електродвигунів); тут струм електромагнітного розчеплювача лежить в межах 3¸5 Iнр теплового розчеплювача; · характеристика «С» – також призначені для установки в мережах житлових будівель; · характеристики «D» і «К» –мають діапазон спрацювання миттєвого розчеплювача 10¸14 Iнр.. Встановлюються, в основному, у виробничих приміщеннях, де електроустановки з великими пусковими струмами (наприклад, потужні електродвигуни); · характеристика «L» – З ¸ 4 Iнр ; · характеристика«U» –6 ¸ 9 Iнр ; · характеристика«Z» –2,5 ¸ 3,5 Iнр. Примітка 1. У європейських виробників класифікація може дещо відрізнятися. Зокрема, є додатковий тип «А» (понад 2Iнр. до 3 Iнр.), а верхня межа типу «D» складає 20Iнр. Примітка 2.На теплове спрацювання автоматичних вимикачів, крім основної електромережі, впливають і зовнішні фактори, такі як тепловий вплив сусідніх автоматів і температура навколишнього кола. Щоб уникнути неправильних спрацювань автоматичних вимикачів при розрахунку навантаження необхідно враховувати поправковий коефіцієнт (k = 1 ¸ 0,85) взаємного теплового впливу автоматичних вимикачів, що стоять поруч один з одним. Примітка 3.Для окремих типів автоматичних вимикачів числові значення уставок можуть дещо змінюватися. 4. Час спрацювання в зоні струмів КЗ– нормується для селективних вимикачів і визначає час витримки до розриву електричного кола при досягненні величини струму, що протікає через АВ, яка дорівнює або перевищує встановлений струм у зоні струмів КЗ: § нормальні (з часом спрацьовування 0,02 ¸1 с; § швидкодіючі (з часом спрацьовування менше 0,005 с. 5. Гранична комутаційна здатність– граничне значення струмів КЗ, при протіканні яких зберігається працездатність АВ. 6. Номінальна (робоча) напруга 7. Частотав герцах 50, або 60. 8. Характеристики кривих відключеннязалежно від навантаження ланцюга: B – мережі з малими струмами КЗ (нагрівальні прилади),C– мережі великих струмів (найпоширеніші), D – для мереж з високими струмами пуску (верстати, електродвигуни, холодильники тощо). Інші класи, це: A – мережі з великими сумарними опорами і втратами, Z– мережі з чутливими електронними пристроями і слабкострумового обладнання, K– специфічне застосування для мереж з високими струмами пуску. Кожен клас відображає правильність захисту ланцюга, без зайвих і помилкових спрацьовувань відключень. Зазначимо, що пускові струми потужних електроприймачів (наприклад, верстата) може в рази перевищувати номінальні значення струму. Саме тому автомат D «розуміючи», що включається верстат, не відключить живлення трохи довше, ніж автомат, давши «вийти» верстату на розрахунковий номінальний режим роботи, після чого струм в мережі повернуться до робочого значення. 9. Характеристика теплового і електромагнітного розцеплювачівє характеристикою АВ, яка позначається латинською буквою на корпусі перед числом, що позначає струмовий номінал апарату. Ця характеристика означає: а) діапазон спрацьовування захисту від перевантажень, обумовлений параметрами вбудованої біметалічної пластини, що згинається і розриває коло при протіканні через неї великого електричного струму. Точна настройка досягається за рахунок регулювального гвинта, підтискає цю саму пластину; б) діапазон спрацьовування максимального струмового захисту, обумовлений параметрами вбудованого соленоїда.
Рис. 7.14. Часово-струмова характеристика автоматичного вимикача ПèРозглянемо конкретні характеристики модульних автоматичних вимикачів.До їх основних достоїнств відноситься компактність, завдяки якій пристрої займають мало місця, легкість монтажу та акуратний зовнішній вигляд. У звичайних квартирах найчастіше використовуються модульні АВ. Характеристики модульних автоматичних вимикачів: 1. Характеристика MA – відсутність теплового розчеплювача. Насправді, він дійсно не завжди буває потрібен. Наприклад, захист електродвигунів часто здійснюють за допомогою максимально-струмових реле, а автомат в подібному випадку потрібен лише для захисту від струмів короткого замикання. Зазначимо, що для підключення електродвигунів великої потужності теплові розчеплювачі (теплові реле), як правило, застосовують. 2. Характеристика А. Тепловий розчеплювач автомата цієї характеристики може спрацювати вже при струмі, що становить 1,3 від номінального. При цьому час відключення становитеме близько години. При струмі, що перевищує номінальний в два рази, в дію може вступити електромагнітний розчеплювач, що спрацьовує приблизно за 0,05 секунди. Але якщо при дворазовому перевищенні струму соленоїд ще не спрацює, то тепловий розчеплювач як і раніше залишається «в грі», відключаючи навантаження приблизно через 20-30 секунд. При струмі, що перевищує номінальний в три рази, гарантовано спрацьовує електромагнітний розчеплювач за соті частки секунди. Автоматичні вимикачі характеристики А встановлюються в тих колах, де короткочасні перевантаження не можуть виникнути при нормальному робочому режимі. Прикладом можуть служити кола, що містять пристрої з напівпровідниковими елементами, здатними вийти з ладу при невеликому перевищенні струму. 3. Характеристика В. Характеристика цих автоматів відрізняється від характеристики А тим, що електромагнітний розчеплювач може спрацювати тільки при струмі, що перевищує номінальний не в два, а в три і більше разів. Час спрацювання соленоїда становить всього 0,015 секунди. Тепловий розчеплювач за триразовим перевантаженням автомата з характеристикою В спрацьовує через 4-5 секунд. Гарантоване спрацьовування автомата відбувається при п'ятикратному перевантаженню для змінного струму і при навантаженні, що перевищує номінальну в 7,5 раз в колах постійного струму. Автоматичні вимикачі характеристики В застосовуються в освітлювальних мережах, а також інших мережах, в яких пускове підвищення струму або невелике, або відсутне зовсім. 4. Характеристика С. Це найвідоміша характеристика для більшості електриків. Автомати з характеристикою С відрізняються ще більшою перевантажувальною здатністю в порівнянні з автоматами з характеристиками В і А. Так, мінімальний струм спрацьовування електромагнітного розчеплювача автомата характеристики С становить п'ятикратний номінальний струм. При цьому ж струмі теплової разчеплювач спрацьовує через 1,5 секунд, а гарантоване спрацьовування електромагнітного розчеплювача настає при десятиразовому перевантаженні для змінного струму і при 15-тикратному перевантаження для колів постійного струму. Автоматичні вимикачі з характеристикою С рекомендуються встановлювати в мережах зі змішаним навантаженням, я передбачає помірні пускові струми, завдяки чому побутові електрощити містять в своєму складі саме автомати цього типу.
Рис. 7.14.Струмо-часові характеристики автоматичних вимикачів B, C і D 5. Характеристика D відрізняється дуже великою перевантажувальною здатністю. Мінімальний струм спрацьовування електромагнітного соленоїда цього автомата становить десять номінальних струмів, а тепловий розчеплювач при цьому може спрацювати за 0,4 секунди. Гарантоване спрацьовування забезпечено при двадцятикратному перевантаженні за струмом. Автоматичні вимикачі характеристики D призначені, перш за все, для підключення електродвигунів, що мають великі пускові струми. 6. Характеристика K відрізняється великим розкидом між максимальним струмом спрацьовування соленоїда в ланцюгах змінного і постійного струму. Мінімальний струм перевантаження, при якому може спрацювати електромагнітний розчеплювач, для цих автоматів становить вісім номінальних струмів, а гарантований струм спрацьовування того ж захисту становить 12 номінальних струмів в колі змінного струму і 18 номінальних струмів в колі постійного струму. Час спрацювання електромагнітного розчеплювача становить до 0,02 секунди. Тепловий розчеплювач автомата K може спрацювати при струмі, що перевищує номінальний всього в 1,05 раз. Через вказані особливості характеристик ці автомати застосовують для підключення чисто індуктивного навантаження. 7. Характеристика Z також має відмінності для струмів гарантованого спрацьовування електромагнітного розчеплювача в колах змінного і постійного струму. Мінімальний можливий струм спрацьовування соленоїда для цих автоматів становить два номінальних, а гарантований струм спрацьовування електромагнітного розчеплювача становить три номінальних величин струму для кіл змінного струму і 4,5 номінальних величин струму для кола постійного струму. Тепловий розчеплювач автоматів характеристики Z, як і у автоматів характеристики K, може спрацьовувати при струмі в 1,05 від номінального. Застосовуються автомати Z тільки для підключення електронних пристроїв. Викладемо три зауваження до вищевикладеного. Граничний струм короткого замикання(ГКС) визначає силу струму, при якому автомат здійснить відключення, не вийшовши з ладу. Наприклад, стандартний побутовий автоматичний трьохполюсний вимикач має Г КС 4000, а ось автоматичні вимикачі російського виробництва, навіть застосовувані в побуті, мають ГКС 6000, або вище, незважаючи на те, що це сфера промислового застосування. Чим вище значення ГКС, тим більше гарантій, що автомат вимикається навіть при самій важкої аварії в мережі. Струмо-часова характеристика, яка відображає час відключення АВ в залежності від сили струму(рис. 7.14), показує, що чим менше проміжок часу спрацювання, тим надійніше захищена мережа і тим дорожче автомат. На цьому графіку видно, як змінюється проміжок часу спрацьовування за автоматичного відключення при підвищенні сили струму.Ця характеристика є комбінованою (в одній зоні спрацьовує тепловий, в іншій – електромагнітний розчіплювач. Проте для споживача важливо зрозуміти, що автомати бувають «повільними», «середньошвидкісними» і «швидкодіючими». Окрім цього, ця ж характеристика відображає гранична перевищення сили струму (від 1-го до 14-ти одиниць від номінального значення) для спрацьовування захисту. ƒ Для вибору автоматівдля свого житла належить орієнтуватися на характеристику С. Починати потрібно з оцінювання своєї електромережі – приблизна довжина проводів, кількість та переріз жил, наявність заземлюючого контуру, якість ізоляції, а також кількість використовуваних електроприймачів та їх сумарна потужність. Чим довше кабелі, тим більше їх власний опір, але для стандартної квартири, в якій використані жили перерізу від 1,5 мм добре підходять найбільш поширені автомати класу З 220В. Кількість полюсів нам дасть щиток, монтажні особливості і особливості нашої мережі. Силу струму в маркуванні автомата визначаємо від навантаження включених електроприймачів, приймаючи порогове значення як 2-х кратний номінал, для виключення помилкових відключень. Припустимо, сила струму при одночасному включенні всіх приладів складе 35 А, враховуючи, що така ситуація позаштатна, достатньо буде застосувати автомат С25. Автомат не відключиться, але додаткове «аварійне» збільшення навантаження стане тією самою гарантією своєчасного відключення. Належить знати, що будь-який автоматичний вимикач, характеристики якого нам приблизно зрозумілі, має відповідати, перш за все, головному призначенню – захисту ділянки мережі. Встановити автомат дуже просто: потрібно тільки заклацнути їх на DIN-рейці; зміна пристрою також не викликає ніяких труднощів. Для того щоб вибрати той автомат, який найбільш вам підходить, необхідно з'ясувати, яка загальна потужність споживання ваших електроприладів у Ватах і розділити її на напругу мережі, рівне 220 В. Щоб дізнатися потужність кожного електроприладу, треба скористатися його паспортом. Проте такий розрахунок буде неточний, так як закон Ома відноситься до постійного струму.Точний розрахунок грунтується на законах змінного струму. Нехай в приміщеннях (кімнатах) будівлі є n електроприймачів, які за паспортами мають загальну (сумарну) максимальну активну потужність PmaxS . Відомо, з вказаних електроприймачів переважно є підключені до мережі m електроприймачів, які мають загальну (сумарну) установлену потужність РустS, яка визначається за формулою: РустS= PmaxS×m /n. (7.1)
Активна потужність визначається так:
РустS= I×U×cosj , (7.2)
де cosj – коефіцієнт потужності, який при живленні одних персональних комп’ютерів дорівнює cosj = 0,65; проте переважна більшість електроприймачів в квартирі мають cosj = 0,98. Таким чином, розрахунковий струм визначається за формулою:
I = РустS / (U×cosj), (7.3)
де U – номінальна фазна напруга мережі (U= 220 В). Отримане розрахункове значення сили струму є вихідним для вибору автоматичного вимикача. Наприклад, якщо сумарна установлена потужність Pуст = 2 кВт º 2000 Вт, то отримуємо розрахунковий струм: I = 2000 / 220 × 0,98) = 9, 2764 (А) » 9,3 А. Отже, автомата на номінальний струм в 10 А буде достатньо – при величині струму більше 10 А автомат відключить електроприймачі. Таким чином, при виборі автоматичних вимикачів необхідно враховувати наступні параметри: § номінальну напругу мережі; § номінальний струм; § умови експлуатації (тип виконання автоматичного вимикача). Якщо потрібно вибрати автоматичний вимикач для підключення заздалегідь відомої електроустановки з певним навантаженням потрібно провести розрахунок струму. Для вибору автоматичного вимикачаза параметрами КЗ потрібно знати номінальну напругу мережі (220/380 В), потім треба розрахувати повний опір петлі фаза-нуль Rф-н , а також визначити поправковий коефіцієнт для автоматичних вимикачівk. Для цього потрібно знати конкретну характеристику автоматичного вимикача (див. табл. 7.4). Таблица 7.4 Поправкові коефіцієнти для автоматичних вимикачів
Маючи значення поправкового коефіцієнтаk для вибраного автоматичного вимикача розраховують струм навантаження:
(7.4) Мінімальний номінальний струм автоматичного вимикача обчислюється за формулою:
де 4,55 – коефіцієнт пропорційності (А / кВт); Основне правило при виборі автоматичного вимикача:
. У супротивному випадку при повному струмовому навантаженні електроустановки, що перевищує допустиму межу для електропроводки, автомат не захистить електропроводку від перегріву, можливого виходу з ладу або загоряння. Треба також врахувати, що навантаження в мережінерівномірне: пусковий струм навантаження, необхідний для двигунів пилососів, холодильників, фенів та інших подібних пристроїв, набагато більше споживаного. Тому потрібно підібрати такий автоматичний вимикач, який зможе витримати і виникнення великих короткочасних струмів, і «відшити» коротке замикання (табл.7.5). Таблица 7.5 Пускові струми електроприймачів
Примітка. У житлових приміщеннях зазвичай використовують автомати номіналом 25 А для розеточной групи і 16 А для освітлювальної групи. Такі електроприймачі здатні витримати як КЗ, так і короткочасні збільшення пускових струмів.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 330. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
(час з миті подачі команди (cигналу) до початку розмикання контактів) на:
– напруга змінного або постійного струму, що протікає через АВ, при якому нормуються його технічні характеристики. Значення цієї напруги: 220 В (220, 230, 250), або 380В (380,400).
, (7.5)
сумарна потужність електроприймачів (кВт), що підключаються до автоматичного вимикача.