Защитная аппаратура до 1 кВ.

Защитные и защитно-коммутационные аппараты предназначены для защиты сетей и электрооборудования в распределительных сетях от токов перегрузки или коротких замыканий и могут устанавливаться в двух местах: в пунктах разветвления сети (РП 0,38 кВ) и в РУ 0,4 кВ ТП. Наибольшее количество аппаратов сосредоточено в РП, в которых могут быть установлены либо предохранители с вводным рубильником, либо автоматические выключатели.

Предохранители применяют для защиты электрических установок от токов к.з. 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.

По конструктивному выполнению предохранители можно разделить на две группы: с наполнителем (например, ПН2, НПН, ППН), наполненные мелкозернистым кварцевым песком; без наполнителя (например, ПР2, ПРС). Плавкие предохранители делят на инерционные – с большой тепловой инерцией, т. е. способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки; безынерционные – с малой тепловой инерцией, т.е. с ограниченной способностью к перегрузкам.

Преимущества предохранителей: меньшая стоимость, простота и надежность в эксплуатации, большая разрывная способность, быстродействие и токоограничивающая способность. Недостатки: обеспечение 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.

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для защиты от токов к.з., перегрузок и оперативной коммутации цепей при полной нагрузке. Бывают одно-, двух-, трех- и четырехполюсными. Выпускаются автоматические выключатели следующих серий: А3100, А3700, АЕ2000, АП50, ВА, ВМ.

Автоматы могут оснащаться различными расцепителями максимального тока (тепловыми, электромагнитными или полупроводниковыми), независимым расцепителем и расцепителем минимального напряжения. Наиболее массовое применение имеют автоматы с комбинированным нерегулируемым расцепителем (сочетание теплового с электромагнитным). Тепловой расцепитель обеспечивает защиту от перегрузки с обратно зависимой характеристикой, а электромагнитный – от токов к.з. без выдержки времени. Полупроводниковые расцепители имеют возможность регулирования уставки тока и времени срабатывания. Автоматы с такими расцепителями называют селективными.

Применение автоматов увеличивает затраты на сеть, но повышает удобства эксплуатации. Поэтому там, где отсутствует необходимость в частых коммутациях отходящих линий и не требуется автоматического восстановления питания, рекомендуется применять предохранители с рубильником или блок «предохранитель – выключатель» (БПВ), как наиболее экономичный вариант. А там, где необходимы частые коммутации, целесообразно применение автоматов, как более удобного в эксплуатации варианта. В пунктах разветвления для обеспечения необходимого уровня электро- и пожаробезопасности в ряде случаев устанавливают устройства защитного отключения (УЗО).

В руководствах по проектированию цехового электроснабжения в сетях напряжением до 1000 В указывается на необходимость широко применять простые и дешевые электроконструкции и коммутационные аппараты, в том числе плавкие предохранители вместо автоматических выключателей.

Защитные аппараты в сетях до 1 кВ выбираются по следующим условиям:

1. По нагреву максимальными рабочими токами

I_н ≥ I_р ; I_нт ≥ 1,25 I_р, где I_р – максимальный рабочий ток защищаемого участка сети; I_нт – номинальный ток теплового элемента (плавкой вставки и теплового расцепителя).

2. По отстройке от пиковых нагрузок (пуск двигателей)

I_эм ≥ 1,25 I_пик; I_{н.пл.вст} ≥ I_п / К_п.

3. По отключению однофазных к.з. в сетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью:

для невзрывоопасных помещений для взрывоопасных помещений

если защищаемая групповая сеть в жилом или административном здании не охвачена системой уравнивания потенциалов или последовательно с аппаратом не установлено устройство защитного отключения УЗО, t_ср ≤ 0,4 с,

где – величина тока однофазного к.з. в конце защищаемой линии, t_ср – время срабатывания аппарата от тока однофазного к.з. в конце защищаемой зоны. Во всех остальных случаях, как правило, время срабатывания не должно превышать 5 с.

4. По стойкости к токам к.з. и по отключающей способности. Проверка выбираемых аппаратов по данному условию состоит в обеспечении соответствия паспортных данных автоматов и предохранителей расчетным параметрам токов к.з. в защищаемой линии.

5. По селективности действия последовательно включенных защитных аппаратов.

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