Выбор аппаратов защиты электрических цепей от сверхтоков

Сверхток – это токи перегрузки и короткого замыкания (КЗ).

Защиту от сверхтоков рекомендуется выполнять с помощью автоматического выключателя с комбинированным расцепителем.

Современные автоматические выключатели имеют электромагнитные расцепители с характеристиками классов A, B, C, D, Z, L, K (возможны и другие классы).

Область применения их следующая.

Класс A имеет ток срабатывания электромагнитного расцепителя от 2 до 3 I_н.расц, применяется для защиты длинных электрических линий и полупроводниковых приборов. Встречается редко.

Наиболее распространены классы расцепителей, представленные в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Характеристика электромагнитных расцепителей автоматических выключателей, например серии BA61F29 и других серий

Класс расцепи-теля	Iср.эм в долях номинального тока расцепителя	Время срабаты-вания, с	Область применения
B	3 5	t ³ 0,1c t < 0,1c	Для защиты электрических сетей административных и жилых зданий
C	5 10	t ³ 0,1c t < 0,1c	То же, но в качестве вводного выключателя
D	10 20	t ³ 0,1c t < 0,1с	То же, что и тип C, но при пусковых и импульсных токах, например в цепях трансформатора или электродвигателя
Z	4 – 20 % 4 + 20 %	t ³ 0,2c t < 0,2c	Для защиты измерительных цепей, цепей управления и сигнализации
L	8 – 20 % 8 + 20 %	t ³ 0,2c t < 0,2c	Для защиты промышленных электрических сетей
K	12 – 20 % 12 + 20 %	t ³ 0,2c t < 0,2c	То же, но при наличии пусковых и импульсных токов, например в цепях электродвигателя
Примечания: 1. Тепловые расцепители, совмещенные в одном автоматическом выключателе с электромагнитными расцепителями типов B, C и D, имеют следующую характеристику: при токе 1,13 срабатывают за t ³ 1 ч; при токе 1,45 – за t < 1 ч. 2. Тепловые расцепители, совмещенные с электромагнитными расцепителями типов Z, L и K, имеют: при токе 1,05 t > 1 ч; при токе 1,3 t < 1 ч

Из табл. 5.1 следует, что автоматические выключатели с расцепителями классов Z, L и K промышленного назначения имеют более точную шкалу токов срабатывания и более чувствительный к перегрузкам тепловой расцепитель.

Для защиты электрических цепей электродвигателя рекомендуются расцепители типа K, а для цепей управления – типа Z.

Выбор автоматических выключателей производится по следующим параметрам:

1. По номинальному напряжению:

2. По номинальному току главных контактов:

Для защиты проводников в цепи электродвигателя рекомендуется .

3. По функциональному назначению. В условиях курсового проектирования автоматические выключатели выбираются для защиты электрической цепи электродвигателя от сверхтоков и для защиты цепей управления. Для этих цепей рекомендуются модульные автоматические выключатели типа BA61F29, BA47-29, BA47-100 нового поколения. классов К или D рекомендуются для силовой цепи и классов Z или В – для цепей управления.

4. По номинальному току расцепителя. Поскольку, как указано выше, рекомендуется использовать комбинированные расцепители, то выбирают ток расцепителя ближайший к рабочему или номинальному току установки с учетом возможной регулировки расцепителя.

Для автоматических выключателей старого типа, имеющих регулирование уставки теплового расцепителя, номинальный ток расцепителя выбирается по формулам:

– для ВА51Г ;

– для АЕ2000

Для автоматических выключателей модульного типа (новое поколение) типа BA61F29, BA47-29 или BA47-100 с нерегулируемым тепловым расцепителем

Если условие (4.5) не выполняется, то выбирают ближайшее большое значение тока расцепителя:

5. По классу электромагнитного расцепителя, а именно из типов A, B, C, D, Z, L, K (см. табл. 4.1) выбирают для асинхронного электродвигателя расцепители классов D или K, причем тип K предпочтительнее, поскольку обеспечивает меньший разброс тока срабатывания, и тепловые расцепители, соответствующие этому классу, более чувствительны.

6. По числу полюсов выбирают трехполюсные автоматические выключатели, если проводники PE и N совмещены в один проводник PEN. Обычно это условие соответствует подключению четырехжильного кабеля к вводно-распределительному устройству (ВРУ) или распредщиту (РЩ).

7. По степени защиты от воздействия окружающей среды и от соприкосновения людей с токоведущими частями выбираются автоматические выключатели исходя из условий их применения. При монтаже вне шкафа управления степень защиты оболочки должна быть IP54, при монтаже внутри шкафа управления – IP00 зажимов и IP30 оболочки или IP20 зажимов и IP30 оболочки.

8. По климатическому исполнению и категории размещения рекомендуются для шкафов автоматические выключатели для умеренного климата и третьей категории размещения, т.е. УЗ, или для умеренного и холодного климата, т.е. УХЛЗ.

Проверка выбранных автоматических выключателей производится по следующим параметрам:

1. По несрабатыванию от пусковых токов во внутренних сетях предприятий:

,

где – минимальная кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя выбранной характеристики. Например, для рекомендуемой характеристики класса К = 12 - 0,2 = 11,8;

i_n – кратность пускового тока электродвигателя.

Технические данные автоматических выключателей серии BA61F29 промышленного назначенияДивногорского завода низковольтной аппаратуры (Россия) следующие:

Номинальное напряжение переменного тока…........…........…….................…..220/380 В

постоянного тока.…...................60 В (1–полюсный автомат)

.......................110 В (2–полюсный автомат)

Номинальный ток (главных контактов)………......................……................………63 А

Номинальный ток расцепителей……...0,5; 0,8; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4;5; 6,3; 8; 10; 12,2;

..............................................16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63 А

Наибольшая предельная отключающая способность,

в диапазоне токов 0,5…8 А........................................……......…..................……………....1,5 А

в диапазоне токов 10…63 А…………..............................................………..................…...3,0 А

Диапазон номинальных токов с характеристикой

Z (4 )…………….....................................…..0,5…63 А

L (8 )………………......................................0,5…63 А

K (12 )……...........….…………....................0,5…40 А

Контрольная температура тепловых расцепителей………..............................…..…40

Износостойкость коммутационная, циклов В-О-В………….......................................4000

общая, циклов В-О-В………..............…........................12000

Климатические условия и категория размещения...................................…….УХЛЗ, Т 2.1

Температура среды при эксплуатации…….......…….........................от +40 до -60

Потребляемая мощность 1 полюса……………............…....……..................не более 4 Вт

Дополнительные сборочные единицы:

расцепитель независимый на напряжение…................24, 110, 220 В – постоянного тока

………………………………......…..............24, 127, 220, 380 В – переменного тока 50 Гц

Оболочка со степенью защиты……….............……..................………IP54 на ток до 40 А

...............................................................IP30 на ток до 40 А

Автоматические выключатели соответствуют стандарту………..............ГОСТ Р50030.2

Габариты 1 модуля (1 полюса) Ш×Г×В…….……………......................…17,5 72 91мм

2 модуля (2P)………………………...…................…................….35 72 91мм

3 модуля (3P)…………………………...........................……..….52,2 72 91мм

4 модуля (3P + N или 4P)……………………..............…...............70 72 91мм

Масса 1 модуля………………………………….......…………...................................0,15 кг

Структура условного обозначения автоматических выключателей серии BA61:

BA 61 Х 29-Х₁ Х₂ Х₃ Х₄ Х₅-Х₆ Х₇ Х₈ Х₉