Выбор высоковольтных предохранителей.

Предохранители – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токовых перегрузок и токов КЗ. Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая последовательно с защищаемой цепью, и дугогасительное устройство.

Защита от перегрузок с помощью предохранителей возможна только при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающим на 25%номинальный ток плавких вставок.

Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30-50% выше номинальных токов в течение 1 ч и более. При токах превышающих номинальный ток плавких вставок на 60-100%, они плавятся за время, меньшее 1 ч.

Предохранители обладают по сравнению с другими аппаратами защиты (автоматическими выключателями для сетей до 1000 В и устройствами релейной защиты в установках выше 1000 В) рядом преимуществ, к которым относят меньшую стоимость, простоту и надежность в эксплуатации, большую разрывную способность, быстродействие и токоограничивающую способность, особенно при к.з. в сетях выше 1000 В. К недостаткам предохранителей по сравнению с указанными выше другими устройствами защиты следует отнести обеспечение ими в основном защиты от токов к.з. и в меньшей степени от токов перегрузок, возможность работы приемников в неполнофазном режиме (на двух фазах) при перегорании одного предохранителя, одноразовость действия с ошибочной заменой плавкой вставки или патронов с нестандартным сечением.

Основные типы предохранителей рассчитаны на номинальные токи 15-1000 А, т.е. практически могут быть применены почти для всех существующих электроустановок промышленных предприятий. В установках напряжением выше 1кВ плавкие предохранители могут применятся для защиты трансформаторов 6-10/0,4 кВ, тупиковых линий, ЭД, КБ, ТН в тех случаях, когда они обеспечивают селективность и необходимую чувствительность. В ОРУ 10-110 кВ рекомендуется применение стреляющих предохранителей. Мощность трансформаторов, защищаемых стреляющими предохранителями, ограничена значениями 4000-6300 кВА. В закрытых помещениях установка их не допускается.

Технические параметры предохранителей: U_ном – номинальное напряжение, В; I_нп – номинальный ток предохранителя, А; I_нв – номинальный ток плавкой вставки, А; I_{кз max} – отключающая способность предохранителя – наибольший ток, который он может отключить без повреждения, кА;

t_ср = f (I/I_нв) – защитная (времятоковая) характеристика предохранителя – зависимость времени срабатывания плавкой вставки от величины тока, протекающего через неё;

I_{∞ max} = (1,3-1,4) I_нв – наибольший пограничный ток – наибольший ток, при котором плавкая вставка не должна перегореть в течении 1-2 часов;

I_{∞ min} = 1,6 I_нв – наименьший пограничный ток – наименьший ток, при котором плавкая вставка должна перегореть за время до 2 часов.

Предохранители выбираются по следующим условиям.

1. По напряжению

U_ном = U_с, где U_ном – номинальное напряжение предохранителя, U_c – номинальное напряжение сети.

2. По нагреву нормальными рабочими токами

I_нп ≥ I_р; I_нв ≥ I_р, где I_р – максимальный рабочий ток защищаемого участка сети.

3. По нагреву пиковыми (пусковыми) токами

I_нв ≥ I_п / К_п, где I_п – величина пускового тока; К_п – коэффициент, характеризующий условия пуска (1,6 – при тяжелом пуске; 2 – при нормальном пуске; 2,5 – при облегченных условиях пуска).

4. По предельному току отключения

I_{кз max} ≥ , где I_{кз max} – предельный ток отключения плавкого предохранителя, – наибольшее действующее значение периодической составляющей тока к.з. в точке установки предохранителя.

5. По селективности срабатывания включенных последовательно в цепь предохранителей

t_б ≥ (1,7 ÷ 3,0) t_м, где t_б и t_м – время плавления током КЗ большей и меньшей из последовательно расположенных в цепи плавких вставок, определяемое по защитным характеристикам.

6. По обеспечению защиты проводов и кабелей от токов перегрузки.