ЗАЩИТА ВНУТРЕННИХ ПРОВОДОК СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
4.3.1. Защита предохранителями
Порядок расчета защит внутренних проводок от к. з. и перегрузок зависит от того, выполняется расчет для вновь сооружаемой сети или для действующей. Рассмотрим сначала порядок расчета для первого случая. Для участка сети, где намечено установить предохранители, по известным сведениям об электрических нагрузках и по соответствующей методике подсчитывают рабочий максимальный ток Iр тах. Далее выбирают номинальный ток плавкой вставки Iв предохранителя, А:
(4.8) где kн — коэффициент надежности.
Коэффициент надежности зависит от характера потребителей. Для ламп накаливания и тепловой нагрузки его принимают равным 1, для ламп типа ДРЛ — 1,1, для люминесцентных ламп — 1,2. Если по защищаемой проводке предполагается питать один или несколько электродвигателей, то ток плавкой вставки выбирают еще и с учетом следующего соотношения:
(4-9) где Iмах — максимальный ток защищаемой проводки, обусловленный пусковыми токами электродвигателей, А. Значение этого тока определяют по приводимым ниже формулам; а — коэффициент, позволяющий обеспечивать несрабатывание предохранителей при протекании по ним пусковых токов.
Значение коэффициента а зависит от типа применяемых предохранителей и условий пуска асинхронных двигателей. Для безынерционных предохранителей (типа ПН2, НПН2-60) и нормальных условий пуска коэффициент а принимают равным 2,5, а при тяжелых условиях пуска — 1,6. Для малоинерционных предохранителей (типа ПР2) и нормальных условий пуска этот коэффициент равен 3, а при тяжелых пусках — 2.
Максимальный ток одиночного двигателя вычисляют по формуле
(4.10)
то есть принимают равным пусковому току. Для группы, состоящей из п двигателей,
защищаемой сети, без учета тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток.
Коэффициенты одновременности kо для однородных соизмеримых нагрузок сети напряжением 380 В следующие:
Примечание. К соизмеримым относятся нагрузки, мощности которых отличаются не более чем в 4 раза.
Очевидно, что формулой (4.10) пользуются, если через защищаемую проводку питается только один электродвигатель. Затем для выбранного по соотношениям (4.8) и (4.9) номинального тока плавкой вставки определяют площадь поперечного сечения провода, который она сможет защищать. Если в соответствии с ПУЭ [3] проводку, для которой рассчитывают защиту, следует защищать от к. з. и перегрузок, то выбирают соответствующую условиям окружающей среды марку провода с таким поперечным сечением, чтобы соблюдалось условие
(4-12)
где /доп — длительно допустимый ток по условиям нагрева, А.
Сведения о допускаемых токовых нагрузках приведены в ПУЭ, а для некоторых видов проводов, используемых в сетях напряжением 380/220 В, в приложениях 6...8.
По условию (4.12) выбирают сечение проводников с резиновой, полихлорвиниловой и подобной ей изоляцией для выполнения силовых сетей в производственных, общественных и торговых помещениях, осветительных сетей в жилых и общественных зданиях, в торговых и служебно-бытовых помещениях, а также сетей всех видов в пожароопасных и взрывоопасных помещениях. Если для данной проводки защиту от перегрузки выполнять не обязательно, то допускается выбирать такое сечение, для которого выполняется соотношение
. (4.13)
При составлении таблиц допустимых нагрузок [3] приняты следующие исходные условия: температура окружающей среды — земли + 15°С, воздуха +25°С, допустимая температура нагрева жил для изолированных проводников +65°С, для неизолированных +70°С. В реальных условиях температура окружающей среды может существенно отличаться от указанных значений. Поэтому выбранную площадь поперечного сечения проводника окончательно проверяют по следующему условию:
(4.14)
где kт — поправочный коэффициент (прил. 9), позволяющий учесть отличие реальных условий работы проводника от условий, принятых для определения допустимых нагрузок [3].
Обычно условие (4.14) выполняется, но если оно не соблюдено, следует принять ближайшую большую площадь поперечного сечения проводника.
После определения площади сечения проводов следует рассчитать токи к. з., а затем выбранный предохранитель с номинальным током плавкой вставки Iв проверить по ряду дополнительных условий.
- Номинальное напряжение предохранителя Uн п не должно быть меньше номинального напряжения сети
(4.15)
- Предельный отключаемый ток предохранителем Iпр должен быть больше максимального тока трехфазного к. з.
в месте установки предохранителя:
(4.16)
- Выбранный предохранитель должен работать селективно с предшествующими, считая от приемников электроэнергии, предохранителями или защитными аппаратами. Для предохранителей разных типов селективность обеспечивается, если номинальные токи плавких вставок последовательно включенных предохранителей отличаются не менее чем на две ступени шкалы. Например, предохранитель ПН2-100 с плавкой вставкой на номинальный ток 100 А будет работать селективно с любым предохранителем типа НПН2-60, так как ток плавкой вставки последнего будет не свыше 63 А. Для однотипных предохранителей селективная работа достигается чаще всего при разнице токов плавких вставок в одну ступень. При разных видах защитных аппаратов (например, предохранитель и автоматический выключатель) селективность работы можно проверить путем сопоставления времени срабатывания их при одних и тех же значениях токов к. з. При этом время срабатывания должно определяться по защитным характеристикам этих аппаратов с учетом возможного его разброса и быть большим у каждого последующего аппарата, считая от электроприемника.
- Должна обеспечиваться необходимая чувствительность, оцениваемая по отношению минимального тока к. з. Iк на защищаемом участке к номинальному току плавкой вставки. В соответствии с требованиями ПУЭ должно удовлетворяться условие:
(4.17)
Значение тока к. з. для использования в формуле (4.17) вычисляют для наиболее удаленной от данного предохранителя точки к. з., причем рассматривают вид к. з., обусловливающий наименьший ток. Обычно этим видом является однофазное к. з.
- Если последовательно с предохранителями в защищаемой ими цепи оказываются включенными магнитные пускатели, то должно быть выдержано соотношение
(4.18)
где
— ток двухфазного к. з. в наиболее удаленной точке защищаемой цепи.
Выполнение этого соотношения предотвращает порчу контактов магнитных пускателей при их отпадании из-за снижений напряжения при к. з. Отключаясь при к. з. раньше предохранителей, магнитные пускатели коммутируют своими контактами, не предназначенными для такой операции, токи к. з. Если же ток к. з. в наиболее удаленной точке в 10... 15 раз превышает ток плавкой вставки, то она перегорает в течение 0,1...0,2 с, то есть раньше, чем успеет сработать магнитный пускатель.
Для действующей сети порядок выбора номинального тока плавкой вставки несколько другой. Для известной марки и сечения провода определяют длительно допустимый ток. Далее по соотношению (4.12) или (4.13) определяют ток плавкой вставки предохранителя, после чего по формулам (4.8) и (4.9) проверяют несрабатывание его от рабочих максимальных и пусковых токов. В дальнейшем выбранную плавкую вставку проверяют так же, как и для вновь сооружаемой проводки.