13. Аппараты защиты в электроустановках

Аппараты защиты предназначаются для защиты электрических сетей, машин и аппаратов от аварийных режимов (например, коротких замыканий, перегрузок), угрожающих сохранности электрооборудования и безопасности персонала. Однако при неправильном монтаже и эксплуатации они сами могут быть причиной аварии, пожара или взрыва, так как во время их работы возникают электрические искры, дуги и прочее.

Наиболее часто применяемыми аппаратами защиты являются плавкие предохранители, воздушные автоматические выключатели (автоматы), реле (в учебнике рассматриваются только тепловые реле, применяемые в магнитных пускателях) и устройства защитного отключения (УЗО).

Требования к аппаратам защиты.

Аппараты защиты должны удовлетворять следующим требованиям.

1. Не нагреваться сверх допустимой для них температуры в условиях нормальной эксплуатации.

2. Не отключать электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, «пики» токов технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.).

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматов, служащих для защиты отдельных участков сети, следует выбирать по возможности минимальными по расчетным токам этих участков или нормальным токам электроприемников. Соблюдение этих условий обязательно во всех случаях. Длительный перегрев аппаратов защиты резко ухудшает их защитные свойства, например, возможность срабатывания при нагрузках, свойственных нормальной эксплуатации электроустановок, отклонение защитных характеристик от стандартных, свойственных нормальному температурному режиму работы, и т.д.

3. Аппараты защиты должны отключать сеть при длительных перегрузках с обратно зависимой от тока выдержкой времени.

4. Во всех случаях аппараты защиты должны обеспечивать отключение аварийного участка при КЗ в конце защищаемой линии: при однофазных КЗ - в сетях с глухозаземленной нейтралью, при двухфазных КЗ - в сетях с изолированной нейтралью.

Согласно ПУЭ, электромагнитный распределитель автомата выбирают по условию I_ср.эл.м 4,5 I_доп. Если при повреждении линии ток КЗ будет превышать ток срабатывания автомата, автомат почти мгновенно отключит защищаемую линию и предотвратит возникновение недопустимого перегрева проводов линии током КЗ. Если же величина тока КЗ окажется меньше тока срабатывания автомата, автомат может не сработать и ток КЗ выведет из строя провода или кабель поврежденного участка линии. Длительно неотключаемые КЗ недопустимы, особенно там, где есть опасность пожара или взрыва, например во взрывоопасных зонах любого класса.

5. Отключающая способность I_пр аппарата защиты должна соответствовать токам КЗ в начале защищаемого участка сети. Если она окажется меньше величины возможного тока КЗ, отключение аварийного участка может не произойти или время отключения будет недопустимо большим и сам аппарат повредится. Поэтому нужно, чтобы I_пр был больше или равен наибольшему возможному току КЗ в начале защищаемого участка сети, т.е.

I_пр I_КЗ(н).