а. Предохранители
Защищают электроустановки от токов короткого замыкания и являются грубой защитой от перегрузки. Величины номинальных токов плавких вставок должны строго соответствовать защищаемому оборудованию, указываться на крышках предохранительных коробок и проверяться при каждом текущем ремонте, а также изменении параметров установки или наличии сомнения в правильности работы предохранителей.
Величина номинального тока плавкой вставки 1в выбирается по наименьшему номинальному току защищаемого оборудования и сети электроустановки и проверяется на устойчивость к кратковременным перегрузкам по формуле:
где: 1макс — наибольший ток цепи, равный: а) для ответвлений к одиночным приемникам — пусковому току (1пуск) или наибольшему (кратковременному) току нагрузки; б) для магистралей, питающих несколько (n) приемников,— сумме наибольшего тока нагрузки, обусловленного всеми приемниками, за исключением приемника, имеющего наибольший пусковой ток, (1Р(n-1))) к пускового тока вышеуказанного приемника (1пуск ), т. е.
а — коэффициент, равный 2,5 для установок с нормальными условиями пуска (редкие пуски небольшой продолжительности) и 1,6-2,0 — при тяжелых условиях пуска (частые пуски большой продолжительности).
Наибольший ток нагрузки магистралей рекомендуется определять путем непосредственного замера (в установках переменного тока переносными измерительными клещами) в часы наибольшего· (утреннего или вечернего) максимума нагрузки.
Для обеспечения избирательности номинальный ток плавкой вставки последующей ступени (от приемника к источнику питания) выбирается по крайней мере на одну ступень выше тока плавкой вставки предыдущей ступени. Во всех случаях номинальные токи плавких вставок не должны превышать предельно допустимых величин, указанных для соответствующего сечения проводов, шнуров и кабелей в таблицах 21 и 22.
Все части предохранителя должны находиться в исправности и соответствовать данным завода-изготовителя, даже после вынужденной замены и изготовления на месте эксплуатации.
Таблица 21
Предельно допустимые величины номинальных токов плавких вставок предохранителей силовых сетей производственных помещений 1
Таблица 22
Предельно допустимые величины номинальных токов плавких вставок предохранителей осветительных сетей 1
1 См. примечания 1 и 3 к предыдущей таблице.
- Для магистралей и ответвлений.
- А также для конторских и складских помещений.
При отсутствии плавких вставок завода-изготовителя допускается их замена калиброванной медной (желательно для улучшения характеристики и во избежание окисления луженой горячим способом) проволокой, при сохранении конструкции предохранителей, особенно в местах крепления плавких вставок. Некалиброванные плавкие вставки без маркировки величины номинального тока применять запрещается.
Время и значения испытательного тока плавких вставок приведены в таблице 23.
Таблица 23
Номинальный ток плавкой вставки, а | Испытательный ток в долях номинального | Продолжительность испытания, час | |
нижнее значение | верхнее значение | ||
6,10 | 1,5 | 2,1 | 1 |
15-25 | 1,4 | 1,75 | 1 |
35—350 | 1,3 | 1,6 | 1 |
430-1000 | 1,3 | 1,6 | 2 |
Плавкая вставка не должна сгорать при нижнем и должна сгорать при верхнем значении испытательного тока в течение указанного времени.
Диаметр медной проволоки для плавких вставок трубчатых (типа СПО), пластинчатых и пробочных предохранителей ориентировочно указан в таблицах 24 и 25.
Таблица 24
Диаметр медной проволоки для плавких вставок пластинчатых и трубчатых предохранителей
Диаметр, мм | Номинальный ток а при длине (мм) | |||
в воздухе | в трубе | |||
100 | 150 и выше | 100 | 150 и выше | |
0,80 | 41,4 | 38,9 | 36,4 | 34,2 |
0,83 | 43,9 | 41,1 | 38,6 | 36,2 |
0,86 | 46,4 | 43,1 | 40,8 | 37,9 |
0,90 | 50,0 | 45,9 | 44,0 | 40,4 |
0,93 | 52,6 | 48,0 | 46,2 | 42,2 |
0,96 | 55,3 | 50,3 | 48,7 | 44,3 |
1,00 | 59,1 | 53,3 | 52,0 | 46,9 |
1,04 | 62,9 | 56,2 | 55,3 | 49,5 |
1,08 | 66,7 | 59,1 | 58,7 | 52,0 |
1,12 | 70,6 | 62,3 | 62,1 | 54,8 |
1,16 | 74,7 | 65,7 | 65,7 | 57,8 |
1,20 | 78,8 | 68,8 | 69,3 | 60,5 |
Таблица 25
Диаметр медной проволоки для плавких вставок пробочных предохранителей
Диаметр, мм | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
Число проволок | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 5 | 7 |
Номинальный ток, а | 4 | 6 | 10 | 15 | 20 | 25 | 35 | 50 | 60 |
Применять проволоку диаметром более 1,2 мм не рекомендуется. При больших токах устанавливается несколько проволок; в этом случае проволоки должны иметь одинаковый диаметр и длину, располагаться параллельно друг другу и ни в коем случае не скручиваться.
Проволока плавкой вставки завертывается под шайбами (если такой способ крепления предусматривается конструкцией предохранителя) по направлению вращения гаек полным кольцом, но без нахлеста; при завертывании гаек проволока не должна сильно натягиваться (во избежание уменьшения тока плавления), но и не должна висеть свободно. В местах припаивания проволоки к наконечникам или зажатия под гайками сечение проволоки не должно быть уменьшенным от оплавления или нажатия. Припаивание медных проволок рекомендуется производить припоем следующего состава: латуни—54%, сурьмы — 23%, буры —23%.
У трубчатых предохранителей плавкая вставка располагается по оси трубки. Не допускается изготовление трубок из недугостойких материалов, например, эбонита. Наполнитель после перегорания вставки заменяется чистым и просушенным кварцевым песком и должен полностью заполнять патрон.
Плавкая вставка немедленно заменяется при наличии: сильного окисления, надломов, трещин, местного уменьшения сечения, чрезмерного нагрева. Замену плавких вставок рекомендуется производить одновременно на всех фазах; при этом допускается установка только совершенно однотипных вставок.
б. Автоматические выключатели
Защищают электроустановки от токов короткого замыкания и являются грубой защитой от перегрузки.
Уставка по току (1а) принимается равной 1,2 номинального тока электроустановки и не должна быть менее 1,2 наибольшего кратковременного тока цепи (1макс), определяемого согласно указаний предыдущего пункта. Для обеспечения избирательности ток уставки вышестоящего выключателя не должен быть менее
- тока уставки нижестоящего выключателя. Во всех случаях ток уставки не должен превышать предельно допустимых величин, указанных в таблицах 21 и 22 (с учетом примечания 1).
Проверка шкалы (характеристики) автоматического выключателя производится электротехнической лабораторией на месте установки не реже 1 раза в год. Проверка соответствия тока уставки защищаемому оборудованию и установка его величины по проверенной шкале осуществляется персоналом службы энергетика цеха в сроки, указанные в следующем пункте.
в. Тепловая защита
Общие указания.
Тепловая защита защищает электрическую машину от перегрузки и работы на 2 фазах. Для правильного действия защиты электрическая машина и пускатель со встроенной защитой должны находиться в одинаковых температурных условиях.
Нагревательные элементы защищаются от токов короткого замыкания предохранителями с номинальным током не более 4-кратного номинального тока нагревательного элемента или автоматическим выключателем с током уставки не более 7-кратного номинального.
В местах присоединения нагревательных элементов к силовой цепи осуществляется надежный контакт, от состояния которого зависит правильность действия защиты.
Необходимо тщательно следить, чтобы механизм, связанный с контактами, и сами контакты были свободны от посторонних задержек (заеданий, прилипаний и проч.) и действовали четко; это обязательно проверяется при каждом текущем ремонте 1 и 2-го вида.
Возврат защиты после срабатывания в исходное положение производится не менее чем через 3 мин.
При всех перестановках электромашин защита обязательно приводится в соответствие с данными вновь установленной машины, до ее пуска.
Проверка состояния защиты по наружному виду (отсутствия деформаций и повреждений биметаллической пластины и нагревательного элемента, правильности их расположения относительно друг друга, надежности крепления) производится персоналом службы энергетика при текущих ремонтах.
Проверка защиты электротехнической лабораторией производится не реже 1 раза в год. Внеочередная проверка защиты лабораторией производится после каждой аварии машины из-за перегрузки или работы на 2 фазах, а также в случаях ложного срабатывания защиты или наличия сомнения в правильности ее работы по наружному виду.
Все случаи срабатывания защиты или отказа ее в работе должны тщательно расследоваться лично энергетиком или мастером и записываться в сменный журнал, с точным указанием причин срабатывания или отказа в работе.
Фиг. 21. Расцепляющий механизм тепловой защиты
Тепловая защита 2-го класса, с биметаллической пластинкой, встроенная в пускатели серии ПМ и реле серии ТТ.
Настройка защиты осуществляется путем применения сменных нагревательных элементов. Расцепляющие механизмы с биметаллической пластинкой (фиг. 21) для всех реле однотипны и имеют единую регулировку. Биметаллическая пластинка изготовляется из термобиметаллической полосы, марки ИС (старая марка БМ), толщиной 0,9— 1,0 мм, при соотношении толщины, составляющих слоев 1:1; сторона низкого расширения пластинки (в расцепляющем механизме наружная) состоит из стали «Инвар» (36% никеля и 64 % железа), а высокого расширения — из маломагнитной стали. Расцепляющий механизм регулируется в двух масляных ваннах (фиг. 22), обычно в электротехнической лаборатории, отдельно от пускателя. В первой ванне с температурой 85°С расцепляющий механизм не должен срабатывать, во второй ванне с температурой 95°С— должен срабатывать в течение 1 мин. Регулировка может производиться и в одной ванне, посредством последовательного перехода от одной температуры к другой. В этом случае производительность установки несколько снижается и составляет за 8 час около 120 расцепляющих механизмов. Регулировка осуществляется подгибанием выступа «А». Биметаллическая пластинка должна быть прямолинейной и изгибать ее нельзя. Размеры расцепляющего механизма проверяются по шаблону для того, чтобы при установке биметаллическая пластинка располагалась в середине спирали нагревательного элемента и при срабатывании не касалась ее витков. Конец биметаллической пластинки «Б» не должен иметь острых краев и затирать по плоскости скольжения на защелке «В».
Тепловая защита 2 класса, встроенная в пускатели серии П с биметаллической пластинкой (фиг. 23).
Фиг. 22. Масляная ванна для регулировки расцепляющих механизмов
Фиг. 23. Тепловое реле пускателей серии П
Принцип действия: элемента 6 биметаллическая пластинка 1 изгибается вверх и выходит из зацепления с защелкой 2, которая (поворачиваясь вокруг оси 3 под действием пружины против часовой стрелки) через тягу 4 размыкает контакты реле 5.
Настройка защиты осуществляется путем применения сменных нагревательных элементов. Если нельзя обеспечить равенство температурных условий машины и пускателя, то при температуре окружающей среды пускателя на 15—25°С ниже температуры окружающей среды машины выбирается ближайший меньший номер нагревателя, а при темпера туре на 15—25°С выше — ближайший больший номер нагревателя. При встраивании пускателей открытого исполнения, нагревательные элементы подбираются в зависимости от объема и температурных условий внутри оболочки, в которую они встраиваются.
Для регулировки реле в небольших пределах (при изготовлении и в эксплуатации) имеется рычаг-регулятор, перемещающий ось 3 и этим изменяющий величину зацепления защелки с биметаллической пластиной. Совпадение прорези рычага-регулятора с риской на корпусе реле соответствует регулировке при изготовлении. Сдвиг рычага в сторону кнопки возврата ускоряет, а сдвиг в противоположную сторону замедляет действие защиты.
Изгибание биметаллической пластинки запрещается; она должна находиться под углом 90° к крепящему основанию.
Проверка защиты производится током, при полностью закрытом пускателе, одновременном обтекании током реле обеих фаз и температуре окружающей среды 35°С. После достижения пускателем установившейся температуры (в результате нагрева номинальным током в течение не менее 2 час), защита должна срабатывать при 120% номинального тока реле в течение не более 20 мин.
Если проверка реле производится при температуре окружающей среды (θа) меньшей 35°С, то вместо номинального тока (1н) принимается ток, подсчитанный
по формуле:
Тепловая защита 2 класса с реле серий ТРА или ТРВ.
Осуществляется посредством отдельно пристраиваемых 1 (при постоянном токе) или 2 (при переменном токе) однофазных реле серии ТРА или ТРВ.
Фиг. 24. Характеристики реле серий ТРА и ТРВ
Принцип действия реле: биметаллическая пластинка, включенная последовательно в цепь нагрузки (и параллельно нагревателю из нихромовых пластин, расположенных над биметаллической пластинкой и отделенных от нее слюдяными прокладками), свободным концом связана с контактным механизмом, который срабатывает при ее изгибании от нагревания проходящим током и теплом нагревателя. Характеристики реле приведены на фиг. 24. Реле срабатывают при токе 1,2 номинального и температуре окружающей среды 20°С. При температуре окружающей среды +50°С номинальный ток реле ТРВ-7 снижается до 75%, остальных реле — до 80%.
Проверяются током. Контрольные точки характеристик: ТРА — срабатывание при 8-кратном токе в течение 1—5 сек (в среднем 1,5 сек), ТРВ—при 2,5-кратном токе в течение 3—20 сек (в среднем 5 сек).
Тепловая защита 2 класса, с легкоплавким сплавом
(изготовлялась отдельными предприятиями; вследствие ряда эксплуатационных неудобств и неустойчивости характеристики изготовление не рекомендуется). Настройка защиты осуществляется путем применения сменных неразбираемых и нерегулируемых реле, состоящих из нагревательного элемента и расцепляющего механизма с легкоплавким сплавом, обычно следующего состава: висмута — 50 в. ч., свинца — 28,1 в. ч., олова — 24,1 в. ч., с температурой плавления 97°С. Разбирать реле категорически запрещается, так как при этом его характеристика может резко измениться. Реле выбирается таким образом, чтобы его номинальный ток (указываемый на реле) находился в пределах от 1,0 до 1,1 номинального тока электромашины.
При каждом текущем ремонте 2-го вида, но не реже 1 раза в 6 месяцев, реле снимаются и тщательно осматриваются. Реле, у которых замечено полное или частичное выплавление сплава, а также наличие сплава, превратившегося в порошок, к дальнейшей эксплуатации непригодны, заменяются новыми и отправляются в лабораторию для перезаливки, с последующим снятием характеристики.
Проверка защиты производится током, как и у пускателей серии П.
В случае неправильного срабатывания реле, заменяется легкоплавкий сплав и проверяется надежность прилегания нагревательного элемента с теплоизолирующими прокладками к колодке со сплавом; если этим результат не достигается, то как крайняя мера допускается подгонка характеристики реле изменением толщины теплоизолирующих прокладок.
Тепловая защита 1 класса, серии ТТ-20.
Допускает регулирование тока реле. Уставка реле по току выбирается в пределах от 1,0 до 1,1 номинального тока электромашины.
Проверка характеристики реле лабораторией производится так же, как у реле пускателей серии П, но только реле должно срабатывать при 110% номинального тока не ранее 1 мин и не позднее 20 мин. Поскольку проверка реле производится при уставке на номинальный ток, то перед испытанием стрелка регулятора устанавливается против деления шкалы «100». Биметаллические пластины должны быть прямолинейными и располагаться параллельно боковым сторонам цоколя. Регулирование при проверке осуществляется регулятором. У отрегулированного реле перемещением шкалы ставят деление «100» против стрелки регулятора. Установка регулятора в зависимости от величины тока электромашины производится персоналом службы энергетика цеха.
