11. 6. Выбор аппаратов и приборов

Надежная работа СЭЭС полностью зависит от правильного выбора примененных в ней электрических аппаратов. Их выбор обычно производится по техническим условиям не поставку, каталогам или официальным справочникам. При этом прежде всего необходимо убедиться, что данный аппарат рассчитан на работу в судовых условиях, т.е. удовлетворяет требованиям Регистра (или других документов, которыми необходимо руководствоваться в данном случае) по температуре окружающего воздуха, относительной влажности, кратковременным и длительным наклонам, виброустойчивости и т.п.

Далее выбирают конструкцию аппарата в зависимости от места его установки. Если аппарат встраивается в щит, пульт и т.д., то он может быть открытого исполнения. Если же аппарат устанавливается индивидуально, то он должен иметь внешнюю оболочку (корпус) в зависимости от места установки на судне. Одновременно с этим учитывают и другие конструктивные особенности аппарата, такие как: материал корпуса – стальной или пластмассовый; вид привода – рычажный, маховичный или электропривод; способ крепления – на вертикальную или горизонтальную стенку; способ подвода кабелей – с передним или задним присоединением проводов и др.

Затем выбирают аппарат по основным номинальным параметрам, к которым относятся род тока, частота. Напряжение и ток нагрузки аппарата. Каждый аппарат рассчитывается на нормальную работу постоянного или переменного тока определенной частоты при номинальном напряжении и токе. Некоторые аппараты могут работать как на постоянном, так и переменном токе. При выборе любого аппарата необходимо соблюдение следующих двух условий:

U_ном  U_раб;

_ном  _раб.

где U_ном, _ном – соответственно номинальные напряжение и ток аппарата;

U_раб, _раб – рабочие напряжение и ток аппарата в данной схеме включения.

Выполнение первого условия необходимо во избежание электрического пробоя изоляции аппаратов. Габариты каждого аппарата прежде всего определяются номинальным напряжением, на которое рассчитаны воздушные зазоры и толщина изоляционного материала между его токоведущими частями различной полярности (или разных фаз). Если номинальное напряжение аппарата будет меньше рабочего напряжения сети, это неизбежно приведет к пробою изоляции аппарата, т.е. к короткому замыканию и выходу его из строя. Дугогасительные устройства аппаратов, отключающих токи короткого замыкания, также рассчитываются на определенное напряжение, при котором они надежно обеспечивают гашение дуги. Если рабочее напряжение отключающего аппарата превышает номинальное расчетное значение, то гашение дуги может затянуться на очень большое время, в течение которого контакты аппарата перегреются и оплавятся.

Выполнение второго условия необходимо во избежание перегрева аппаратов. Детали каждого аппарата рассчитываются на прохождение по ним определенного номинального тока. Прохождение этого тока будет вызывать нагревание аппарата до определенной максимально допустимой температуры. Если же рабочий ток, протекающий по аппарату, будет больше номинального, то это вызовет превышение температуры нагревания токоведущих частей аппарата над максимально допустимой температурой, вследствие чего изоляционные материалы, применяемые в аппарате, станут проводящими и произойдет короткое замыкание между его отдельными токоведущими частями. Превышение рабочего тока над номинальным отрицательно сказывается и на дугогашении. При отключении такого тока под действием чрезмерно интенсивной дуги аппарат будет поврежден.

Рабочее напряжение и рабочие токи аппаратов определяют на основании расчета электросхемы, в которой они устанавливаются. Номинальное напряжение и номинальные токи аппаратов принимают по каталогам или технических условиям на поставку аппаратов.

Рассмотренные условия выбора аппаратов являются общими для всех электрических аппаратов.

Однако на этом выбор аппаратов не заканчивается. Далее необходимо учитывать специфические для каждого аппарата условия.

Выбор предохранителей. При выборе предохранителей вначале производится выбор номинального тока плавкой вставки, а затем номинального тока патрона.

Для защиты сетей освещения, нагревательных приборов, управления и т.п. плавкую вставку выбирают по условию:

_{пл. вст}  _раб.

Для защиты сетей, питающих электродвигатели, ток плавкой вставки предохранителей следует определять с учетом пусковых токов, в противном случае во время пуска электродвигателей она сгорит.

При питании одиночных электродвигателей ток плавкой вставки выбирают по формуле

_{пл. вст}  К _раб.

При питании нескольких (n) электродвигателей от данной линии плавкую вставку выбирают из условия, что двигатель с наибольшим пусковым током находится в пусковом режиме, а остальные работают нормально:

L_{пл. вст} = К₀ _i + К_раб,

где К₀ _i - сумма рабочих токов электродвигателей (без одного, имеющего наибольший пусковой ток) с учетом коэффициента одновременности их работы К₀;

_раб – рабочий ток пускаемого электродвигателя;

К – коэффициент, учитывающий пусковой режим работы электродвигателя.

Значения К для электродвигателей постоянного тока и асинхронных с фазным ротором, пускаемых с помощью реостата, следующие:

- малой и средней мощности К=1,0;

- большой мощности К=1,5;

для короткозамкнутых асинхронных электродвигателей;

- с редкими пусками и длительностью разгона (5 – 10с) К=2,5;

- с частыми пусками и длительностью разгона до 40с К=3.0.

После выбора плавкой вставки выбирают соответствующий ей патрон предохранителя, а затем проверяют предохранитель на разрывную способность. Под разрывной способностью предохранителя понимают такой ток короткого замыкания, который отключается их без нарушения механической прочности деталей. Интенсивность дуги, температура и давление в патроне пропорциональны току, разрываемому плавкой вставкой. Поэтому с увеличением тока к.з. необходимо выбирать предохранитель с большим габаритом патрона.

Проверка предохранителей по разрывной способности токов к.з. производится по условию