Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ. Защита предохранителями. Защита автоматическими выключателями сетей до 1000 В

13. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

13.1. Общие сведения

Электрические сети трехфазного тока напряжением 0,4 кВ являются основой систем электроснабжения промышленных предприятий, городов и агропромышленных комплексов. Сети 0,4 кВ работают с глухозаземленной нейтралью (четырех- или пятипроводные сети) за исключением тех случаев, когда по условиям повышенной опасности поражения электрическим током, пожароопасности (например, на предприятиях торфоразработки) или для повышения надежности электроснабжения потребителей (собственные нужды подстанций городского тягового электроснабжения) применяют трехпроводную сеть напряжением 220 В или 380 В с изолированной нейтралью. Основными потребителями сетей с глухозаземленной нейтралью являются электродвигатели трехфазного тока, а также однофазного тока – светильники электрического освещения (220 В). В таких сетях могут возникнуть повреждения: междуфазные КЗ, однофазные КЗ на землю, обрыв одного провода или перегорание предохранителя (неполнофазный режим), а также кратковременные перегрузки, связанные с пусками электродвигателей.

В соответствии с [1] электрическая сеть напряжением до 1 кВ должна иметь быстродействующую защиту от токов КЗ, обеспечивающую требуемую чувствительность и по возможности селективное отключение поврежденного участка. Неселективное отключение допустимо в тех случаях, когда это не приводит к авариям или тяжелым нарушениям технологического процесса. Наряду с защитой от токов КЗ должна быть предусмотрена защита от длительных перегрузок, действующая с выдержкой времени и отстроенная от кратковременных перегрузок. В некоторых случаях по [1] допускается защиту от перегрузки не устанавливать.

В качестве аппаратов защиты в сетях напряжением до 1кВ применяются плавкие предохранители и автоматические выключатели.

13.2. Защита предохранителями

Основные характеристики предохранителей, проверка их селективности и чувствительности. Наибольшее распространение получили предохранители типа НПН2 и ПН2 с наполнителем в виде кварцевого песка (см. табл. П.1.4). Плавкая вставка предохранителя имеет зависимую времятоковую характеристику срабатывания. Существенный недостаток предохранителя состоит в том, что не удается получить требуемую защитную характеристику при малых кратностях тока – время перегорания предохранителя оказывается существенно больше допустимого, т. е. предохранитель не защищает электроустановку при перегрузках. Однако за счет простоты и небольшой стоимости предохранители широко применяются для защиты неответственных потребителей и в тех случаях, когда не требуется автоматизация управления.

Для расчета защиты сетей и оборудования, выполненной с помощью плавких предохранителей, необходимы следующие данные:

– номинальное напряжение предохранителя;

– максимальный ток КЗ, отключаемый предохранителем;

– номинальный ток предохранителя;

– номинальный ток плавкой вставки предохранителя;

– защитная характеристика предохранителя.

Большинство этих данных указывается в информационных материалах заводов-изготовителей, часть их нормирована ГОСТ.

Основными данными для определения времени сгорания вставки, а следовательно, и селективности последовательно включенных предохранителей являются их защитные характеристики.

Защитной характеристикой предохранителя называется зависимость полного времени отключения (суммы времени плавления вставки и времени горения дуги) от величины отключаемого тока.

Защитная характеристика может задаваться заводамив двух видах: как полное время отключения, равное сумме значений времени плавления вставки и горения дуги, или же отдельно – время плавления вставки и отдельно – время горения дуги, т. е. при расчетах селективности необходимо сравнивать время плавления вставки, установленной ближе к источнику питания, с полнымвременем отключения вставки, установленной дальшеот источника питания. Но на практике обычно используются защитные характеристики в виде полного времени отключения, что допустимо, т. к. разбросы в значениях времени плавления иотключения так велики, что перекрывают неточности расчетов.

Защитные характеристики обычно даются в виде графика, в координатах