Тема 6.1 Защита электрических цепей от токов короткого замыкания и перегруза

Тематическое содержание

§1 Общие сведения по защите электрических сетей

Даже в правильности спроектированной ,и эксплуатируемой электроустановке всегда остается вероятность появления аварийных ;режимов ,которые могут привести к выходу из строя электрооборудования, а иногда и к пожару и уничтожению имущества. Неисправные установки представляют большую опасность для соприкасающихся с ними людей .К аварийным режимам в первую очередь относятся короткие замыкания(к.в.)одно-, двух- и трёхфазные, являющиеся наиболее опасным видом аварии в электроустановках. Чаще всего короткие замыкания(10.1)происходят в результате пробоя или перекрытия изоляции или из-за неправильной сборки схемы и неквалифицированного обращения с электроприборами.

10.1. Коротким замыканиемназывается случайное или преднамеренное соединение двух или нескольких точек электрической цепи, находящейся под разными напряжениями через относительно малое сопротивление[ 1 ]

Токи короткого замыкания(10.2),ограниченные лишь весьма небольшими сопротивлениями короткозамкнутой цепи, могут достигать величин ,в десятки раз превышающих номинальные токи присоединенных аппаратов, приборов, электрических машин ,а также допустимые токи проводников.

10.2. Ток короткого замыкания-ток протекающий в системе электроснабжения в режиме короткого замыкания [ 1 ]

Токи короткого замыкания(10.2)вызывают значительное термическое и динамическое действие на токоведущие части и их выход из строя. Именно поэтому важно локализировать аварию, отключить в возможно короткий срок, поврежденный участок сети.

Другим распространенным видом аварии в электрических сетях являются перегрузки(10.3),при которых имеет место прохождение по подводящим проводникам,

в обмотках электродвигателей и т.д. повышенных токов, вызывающих их нагревание

сверхдопустимого по нормам.

10.3. Перегрузкойназывается превышение реальной электрической нагрузки над номинальной [ 1 ]

Перегрузки (10.3)тоже могут принести большой вред, так как вызывают ускоренное старение и разрушение изоляции, что может в свою очередь привести ккороткому замыканию (10.1) и перерыву в электроснабжении. Тем не менее,перегрузки (10.3)не приводят к немедленному выходу из стоя электроустановок. Во многих случаях, особенно при наличии квалифицированного эксплуатационного персонала, такиеперегрузки(10.3)маловероятны.

.Требования пуэ в отношении защиты сетей напряжением до 1 000 в применительно к жилым зданиям

1.Защита от коротких замыканий(10.1). Все электрические сети жилых зданий должны иметь защиту от токов коротких замыканий(10.2)с наименьшим временем отключения и обеспечением по возможности требования селективности. При этом защита должна обеспечивать отключение аварийного участка при к.з. в конце защищенной линии:

а) одно- и многофазных — в сетях с глухозаземленной нейтралью;

б) двух- и трех фазных — в сетях с изолированной нейтралью.

Требование о наименьшем времени отключения следует стремиться соблюдать во всех случаях. Что касается селективности действия, то ПУЭ требуют ее соблюдения лишь по возможности. Существо вопроса состоит в том, что токи короткого замыкания (10.2)проходят через все аппараты защиты, установлен­ные в цепи, начиная от источника питания, а не только через аппараты, бли­жайшие к месту повреждения. Одновременное мгновенное срабатывание всех аппаратов защиты цепи неизбежно вызвало бы прекращение питания большой группы электроприемников, например, всех квартир, присоединенных к одному стояку или даже к нескольким стоякам, питаемым одной магистралью. Такой перебой в электроснабжении при коротком замыкании в групповой линии толь­ко одной из квартир, конечно, крайне нежелателен. Следовательно, целесооб­разно так выбирать и размещать аппараты защиты, чтобы их срабатывание происходило с некоторым сдвигом по времени (выдержкой времени) по мере их удаления в сторону источника питания или головного участка сети. В этом и заключается избирательность (селективность) действия защиты, которая, одна­ко, при применяемых в настоящее время в сетях до 1 ООО В аппаратах защиты (предохранители и автоматические выключатели) может быть достигнута не всегда. При больших токах короткого замыкания (10.2)возможны неселективные срабатывания вследствие разброса характеристик, особенно предохранителей, у которых он может быть значителен.

Вместе с тем любая задержка с отключением поврежденного участка опасна, так как может привести к еще большим повреждениям. Поэтому при проектировании приходится решать вопрос о том, что важнее: добиваться быстроты отключения или обязательно добиваться селективности.

По-видимому, для жилых зданий, как правило, не располагающих достаточным эксплуатационным персоналом высокой квалификации, первое требование следует считать более важным. При этом надо еще учесть, что соблюдение селективности во многих случаях может потребовать увеличения сечений, т. е. удорожания всей электроустановки;

2.Защита от перегрузки(10.3). От перегрузки (10.3)должны быть защищены все сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными незащищенными изолированными проводниками с горючей оболочкой. Кроме того, защите от перегрузки (10.3)в жилых и общественных зданиях подлежат сети, выполненные за­щищенными проводниками, проводниками, проложенными в трубах, в несгораемых строительных конструкциях, к которым присоединены осветительные электроприемники, а также бытовые и переносные электроприемники (утюги, чайники, плитки, комнатные холодильники, пылесосы стиральные и швейные машины и т.п).

Силовые сети защищают от перегрузки (10.3)лишь в тех случаях, когда по усло­виям технологического процесса иди режиму работы сети может возникать

длительная перегрузка (10.3)проводов кабелей. Как правило, в жилых зданиях таких

условий в силовых сетях не существует, поэтому они защищаются только от коротких замыканий (10.1).