6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно выбрать защиту кабели и коммутационную аппаратуру?

ПУЭ. Раздел 3. Защита и автоматика

Раздел 3. Защита и автоматика

Глава 3.1. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ

Область применения, определения

3.1.1. Настоящая глава Правил распространяется на защиту электрических сетей до 1 кВ, сооружаемых как внутри, так и вне зданий. Дополнительные требования к защите сетей указанного напряжения, вызванные особенностями различных электроустановок, приведены в других главах Правил.

3.1.2. Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

Требования к аппаратам защиты

3.1.3. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети (см. также гл. 1.4).

Допускается установка аппаратов защиты, нестойких к максимальным значениям тока КЗ, а также выбранных по значению одноразовой предельной коммутационной способности, если защищающий их групповой аппарат или ближайший аппарат, расположенный по направлению к источнику питания, обеспечивает мгновенное отключение тока КЗ, для чего необходимо, чтобы ток уставки мгновенно действующего расцепителя (отсечки) указанных аппаратов был меньше тока одноразовой коммутационной способности каждого из группы нестойких аппаратов, и если такое неселективное отключение всей группы аппаратов не грозит аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса.

3.1.4. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.).

3.1.5. В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители. Для обеспечения требований быстродействия, чувствительности или селективности допускается при необходимости применение устройств защиты с использованием выносных реле (реле косвенного действия).

3.1.6. Автоматические выключатели и предохранители пробочного типа должны присоединяться к сети так, чтобы при вывинченной пробке предохранителя (автоматического выключателя) винтовая гильза предохранителя (автоматического выключателя) оставалась без напряжения. При одностороннем питании присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам.

3.1.7. Каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значения номинального тока аппарата, уставки расцепителя и номинального тока плавкой вставки, требующиеся для защищаемой им сети. Надписи рекомендуется наносить на аппарате или схеме, расположенной вблизи места установки аппаратов защиты.

Выбор защиты

3.1.8. Электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности.

Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии: одно-, двух- и трехфазных — в сетях с глухозаземленной нейтралью; двух- и трехфазных — в сетях с изолированной нейтралью.

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1.7.79 и 7.3.139.

3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10), за исключением протяженных сетей, например сельских, коммунальных, допускается не выполнять расчетной проверки приведенной в 1.7.79 и 7.3.139 кратности тока КЗ, если обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

  • 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
  • 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);
  • 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);
  • 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой; если на этом автоматическом выключателе имеется еще отсечка, то ее кратность тока срабатывания не ограничивается.

Наличие аппаратов защиты с завышенными уставками тока не является обоснованием для увеличения сечения проводников сверх указанных в гл. 1.3.

3.1.10. Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

  • осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах;
  • силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях — только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников;
  • сети всех видов во взрывоопасных зонах — согласно требованиям 7.3.94.

3.1.11. В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

  • 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;
  • 100% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для кабелей с бумажной изоляцией;
  • 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;
  • 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;
  • 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

3.1.12. Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям должна быть не менее:

  • 100% номинального тока электродвигателя в невзрывоопасных зонах;
  • 125% номинального тока электродвигателя во взрывоопасных зонах.

Соотношения между длительно допустимой нагрузкой проводников к короткозамкнутым электродвигателям и уставками аппаратов защиты в любом случае не должны превышать указанных в 3.1.9 (см. также 7.3.97).

3.1.13. В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника, определенная по 3.1.9 и 3.1.11, не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок, приведенных в гл. 1.3, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по расчетному току.

Места установки аппаратов защиты

3.1.14. Аппараты защиты следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы была исключена возможность их механических повреждений. Установка их должна быть выполнена так, чтобы при оперировании с ними или при их действии были исключены опасность для обслуживающего персонала и возможность повреждения окружающих предметов.

Аппараты защиты с открытыми токоведущими частями должны быть доступны для обслуживания только квалифицированному персоналу.

3.1.15. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты (см. также 3.1.16 и 3.1.19).

3.1.16. Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии. Допускается в случаях необходимости принимать длину участка между питающей линией и аппаратом защиты ответвления до 6 м. Проводники на этом участке могут иметь сечение меньше, чем сечение проводников питающей линии, но не менее сечения проводников после аппарата защиты.

Для ответвлений, выполняемых в труднодоступных местах (например, на большой высоте), аппараты защиты допускается устанавливать на расстоянии до 30 м от точки ответвления в удобном для обслуживания месте (например, на вводе в распределительный пункт, в пусковом устройстве электроприемника и др.). При этом сечение проводников ответвления должно быть не менее сечения, определяемого расчетным током, но должно обеспечивать не менее 10% пропускной способности защищенного участка питающей линии. Прокладка проводников ответвлений в указанных случаях (при длинах ответвлений до 6 и до 30 м) должна производиться при горючих наружных оболочке или изоляции проводников — в трубах, металлорукавах, или коробах, в остальных случаях, кроме кабельных сооружений, пожароопасных и взрывоопасных зон, — открыто на конструкциях при условии их защиты от возможных механических повреждений.

3.1.17. При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается.

3.1.18. При защите сетей с глухозаземленной нейтралью автоматическими выключателями расцепители их должны устанавливаться во всех нормально незаземленных проводниках (см. также 7.3.99).

При защите сетей с изолированной нейтралью в трехпроводных сетях трехфазного тока и двухпроводных сетях однофазного или постоянного тока допускается устанавливать расцепители автоматических выключателей в двух фазах при трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных. При этом в пределах одной и той же электроустановки защиту следует осуществлять в одних и тех же фазах (полюсах).

Расцепители в нулевых проводниках допускается устанавливать лишь при условии, что при их срабатывании отключаются от сети одновременно все проводники, находящиеся под напряжением.

3.1.19. Аппараты защиты допускается не устанавливать, если это целесообразно по условиям эксплуатации, в местах:

  1. ответвления проводников от шин щита к аппаратам, установленным на том же щите; при этом проводники должны выбираться по расчетному току ответвления;
  2. снижения сечения питающей линии по ее длине и на ответвлениях от нее, если защита предыдущего участка линии защищает участок со сниженным сечением проводников или если незащищенные участки линии или ответвления от нее выполнены проводниками, выбранными с сечением не менее половины сечения проводников защищенного участка линии;
  3. ответвления от питающей линии к электроприемникам малой мощности, если питающая их линия защищена аппаратом с уставкой не более 25 А для силовых электроприемников и бытовых электроприборов, а для светильников — согласно 6.2.2;
  4. ответвления от питающей линии проводников цепей измерений, управления и сигнализации, если эти проводники не выходят за пределы соответствующих машин или щита или если эти проводники выходят за их пределы, но электропроводка выполнена в трубах или имеет негорючую оболочку.

Не допускается устанавливать аппараты защиты в местах присоединения к питающей линии таких цепей управления, сигнализации и измерения, отключение которых может повлечь за собой опасные последствия (отключение пожарных насосов, вентиляторов, предотвращающих образование взрывоопасных смесей, некоторых механизмов собственных нужд электростанций и т. п.). Во всех случаях такие цепи должны выполняться проводниками в трубах или иметь негорючую оболочку. Сечение этих цепей должно быть не менее приведенных в 3.4.4.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

  • Справочник электрика
    • Бытовые электроприборы
    • Библиотека электрика
    • Инструмент электрика
    • Квалификационные характеристики
    • Книги электрика
    • Полезные советы электрику
    • Электричество для чайников
  • Справочник электромонтажника
    • КИП и А
    • Полезная информация
    • Полезные советы
    • Пусконаладочные работы
  • Основы электротехники
    • Провода и кабели
    • Программа профессионального обучения
    • Ремонт в доме
    • Экономия электроэнергии
    • Учёт электроэнергии
    • Электрика на производстве
  • Ремонт электрооборудования
    • Трансформаторы и электрические машины
    • Уроки электротехники
    • Электрические аппараты
    • Эксплуатация электрооборудования
  • Электромонтажные работы
    • Электрические схемы
    • Электрические измерения
    • Электрическое освещение
    • Электробезопасность
    • Электроснабжение
    • Электротехнические материалы
    • Электротехнические устройства
    • Электротехнологические установки

Выбор защиты, кабелей, аппаратуры

Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4кВ

В сети 0,4 кВ выбор коммутационной аппаратуры, за­щит и кабелей взаимосвязан. Для хоть какого присоедине­ния должны быть обеспечены:

1. Обычный режим работы. Номинальные напря­жения и токи аппаратов и допустимые токи кабелей должны соответствовать номинальному напряжению и долговременному расчетному току нагрузки. Выполнение ап­паратов и типы кабелей должны соответствовать усло­виям их эксплуатации.

2. Стойкость при к. з. Аппараты и кабели должны быть стойкими при к. з. а аппараты защиты — накрепко отключать расчетные токи к. з.

3. Защита от всех видов к. з. Характеристики аппаратов защиты и кабелей должны обеспечивать достаточную чувствительность защиты ко всем видам к. з. в конце защи­щаемой зоны. Рекомендуется использовать автоматические выключатели с комбинированным расцепителем, элемент с зависимой чертой которого является резерв­ной защитой.

Должны обеспечиваться селективность (от­ключение только покоробленного участка), надежность (срабатывание при возникновении критерий на срабатывание и несрабатывание при их отсутствии), быстродействие защиты. Резвое отключение к. з. обеспечивает стой­кость аппаратов и кабелей к тепловому действию то­ков к. з. понижает продолжительность перерывов питания элек­троприемников, упрощает следующий самозапуск электродвигателей, обеспечивает безопасность обслужи­вающего персонала, предутверждает возможность нару­шения синхронной параллельной работы маломощных аварийных генераторов, атакже синхронных электродви­гателей.

Выбор электронных шин, кабелей, проводов,аппаратуры управления и защиты

4. Защита от ненормальных режимов – долговременной перегрузки электродвигателей, подверженных перегруз­кам по технологическим причинам, также проводов и кабелей в случаях, предусмотренных Правилами. При пуске и самозапуске электродвигателей аппараты защиты не должны отключать цепь, а сечение кабелей должно обеспечивать достаточный для разворота элек­тродвигателей уровень напряжения на их зажимах.

Не считая того, набор аппаратуры и ее конструктивное выполнение в цепи хоть какого присоединения должны обес­печивать возможность вывода в ремонт присоединения либо аппарата защиты без остановки основного техноло­гического процесса.

Выбор аппаратуры, защиты и кабелей данного присо­единения делают в последующем порядке.

Определяют нагрузки присоединения, место подклю­чения, составляют подготовительную схему присоединения и наиблежайшего участка питающей сети.

За ранее выбирают сечение кабеля присоеди­нения по условиям нагрева в обычном режиме, про­веряют его достаточность по условиям утраты напряже­ния в обычном режиме и при пуске электродвигате­лей, рассчитывают токи к. з.

За ранее выбирают тип и номинальные пара­метры защитного аппарата присоединения по условиям

обычного режима, стойкости и селективности при к. з

Рассчитывают уставки защиты, по результатам рас чета уточняют тип и номинальные характеристики аппарат защиты. Инспектируют чувствительность защиты. При недостаточной чувствительности производят специальные мероприятия, после которых может поменяться сечение либо конструкция кабеля, схема присоединения, номинальный ток автоматического выключателя. При всем этом все расчеты производятся поновой.

Если присоединение создано для защиты сборки, то инспектируют стойкость при к. з. аппаратов, установ ленных на этой сборке.

Инспектируют защиту электродвигателя и кабеля от пе регрузки (по мере надобности) с вероятным уточнением уставок защиты либо сечения кабеля.

Инспектируют селективность защиты с выше- и нижестоя щими защитными аппаратами при помощи построения карты селективности.

Выбор аппаратов управления и защиты

Выбор коммутационных аппаратов и аппаратов защиты к электроприемникам производится, исходя из номинальных данных последних и параметров питающей их сети, требований в отношении защиты приемников и сети от ненормальных режимов, эксплуатационных требований, в частности частоты включений и условий среды в месте установки аппаратов.

Выбор аппаратов по роду тока, числу полюсов, напряжению и мощности

Конструкция всех электрических аппаратов рассчитывается и маркируется заводами-изготовителями на определенные для каждого аппарата значения напряжения, тока и мощности, а также для определенного режима работы. Таким образом, выбор аппаратуры по всем этим признакам сводится, по существу, к отысканию на основании данных каталогов соответствующих типов и величин аппаратов.

Читать еще:  Монтаж отопления из полипропиленовых труб: как сделать систему отопления из полипропилена

Выбор аппаратов по условиям электрической защиты

При выборе аппаратов защиты следует иметь в виду возможность следующих ненормальных режимов:

а) междуфазные короткие замыкания,

б) замыкания фазы на корпус,

в) увеличение тока, вызванное перегрузкой технологического оборудования, а иногда неполным коротким замыканием,

г) исчезновение или чрезмерное понижение напряжения.

Защита от токов короткого замыкания должна выполняться для всех электроприемников. Она должна действовать с минимальным временем отключения и должна быть отстроена от пусковых токов.

Защита от перегрузки необходима для всех электроприемников с продолжительным режимом работы, за исключением следующих случаев:

а) когда перегрузка электроприемников по технологическим причинам не может иметь места или маловероятна (центробежные насосы, вентиляторы и т. п.),

б) для электродвигателей мощностью менее 1 кВт.

Защита от перегрузки необязательна для электродвигателей, работающих в кратковременном или повторно-кратковременном режимах. Во взрывоопасных помещениях защита электроприемников от перегрузки обязательна во всех случаях. Защита минимального напряжения должна устанавливаться в следующих случаях:

а) для электродвигателей, которые не допускают включения в сеть при полном напряжении,

б) для электродвигателей, самопуск которых недопустим по технологическим причинам или представляет опасность для обслуживающего персонала,

в) для прочих электродвигателей, отключение которых при прекращении питания необходимо для того, чтобы понизить до допустимой величины суммарную пусковую мощность подключенных к сети электроприемников, и возможно с точки зрения условий работы механизмов.

Кроме сказанного выше, электродвигатели постоянного, тока с параллельным и смешанным возбуждением должны иметь защиту от чрезмерного повышения числа оборотов в случаях, когда такое повышение может привести к опасности для жизни людей или к значительным убыткам.

Зашита от чрезмерного повышения числа оборотов может осуществляться различными специальными реле (центробежными, индукционными и т. п.).

Так как в силовых сетях особое значение имеет защита от перегрузки и от коротких замыканий, остановимся несколько подробнее на принципиальной стороне этого вопроса.

Ток короткого замыкания должен отключаться мгновенно или почти мгновенно. Величина его в различных участках сети может быть весьма различна, но практически всегда можно считать, что аппараты защиты должны уверенно и быстро отключать любой ток, существенно больший пускового, и вместе с тем ни в коем случае не срабатывать при нормальном пуске.

Током перегрузки является любой ток, превышающий номинальный ток электродвигателя, но нет никаких оснований требовать отключения электродвигателя при каждом возникновении перегрузки.

Известно, что определенная перегрузка как электродвигателей, так и питающих их сетей, допустима, и что чем кратковременней перегрузка, тем больше может быть ее величина. Отсюда ясны преимущества для защиты от перегрузки таких аппаратов, которые имеют «зависимую характеристику», т. е. время срабатывания которых уменьшается с увеличением кратности перегрузки.

Поскольку, за очень редкими исключениями, аппарат защиты остается в цепи электродвигателя и при пуске, он не должен срабатывать при пусковом токе нормальной продолжительности.

Из приведенных соображений ясно, что в принципе для защиты от токов короткого замыкания должен применяться безынерционный аппарат, настроенный на ток, существенно больший пускового, а для защиты от перегрузок, наоборот, инерционный аппарат с зависимой характеристикой, выбранный так, чтобы он не срабатывал за время пуска. В наибольшей степени этим условиям удовлетворяет комбинированный расцепитель, сочетающий в себе тепловую защиту от перегрузки и мгновенное электромагнитное отключение при токе короткого замыкания.

Один только аппарат мгновенного действия, настроенный на ток, больший пускового, защиты от перегрузок не обеспечивает. Напротив, один только инерционный аппарат с зависимой характеристикой, при большой кратности перегрузки срабатывающий почти мгновенно, может осуществить оба вида защиты, если только он способен отстроиться от пусковых токов, т. е. если время его срабатывания при пуске больше продолжительности последнего.

С этой точки зрения дадим теперь оценку различным применяемым аппаратам защиты.

Плавкие предохранители , широко применявшиеся ранее в качестве защитных аппаратов, обладают рядом недостатков, основными из которых являются:

а) ограниченная возможность применения для защиты от перегрузки, вследствие трудности отстройки от пусковых токов,

б) недостаточная в ряде случаев предельная отключаемая мощность,

в) продолжение работы электродвигателя на двух фазах при перегорании вставки в третьей фазе, что часто приводит к повре ждению обмоток электродвигателя,

г) отсутствие возможности быстрого восстановления питания,

д) возможность применения эксплуатационным персоналом некалиброванных вставок,

е) развитие аварии при некоторых типах предохранителей, вследствие переброски дуги на соседние фазы,

ж) довольно большой разброс время-токовых характеристик даже у однородных изделий.

Воздушные автоматы по сравнению с предохранителями являются более совершенными аппаратами зашиты, но обладают неизбирательностью действия, особенно при нерегулируемых токах отсечки у установочных автомагов, у универсальных автоматов хотя и имеется возможность избирательности, но осуществляется она сложным путем.

Следует отметить, что у установочных автоматов защита от перегрузки осуществляется тепловыми расцепителями. Эти расцепители менее чувствительны, чем тепловые реле магнитных пускателей, но зато устанавливаются в трех фазах.

В универсальных автоматах зашита от перегрузки является еще более грубой, поскольку в них имеются только одни электромагнитные расцепители. Вместе с тем, в универсальных автоматах имеется возможность осуществить защиту минимального напряжения.

Магнитные пускатели с помощью встраиваемых в них тепловых реле осуществляют чувствительную защиту от перегрузки в двух фазах, но, вследствие большой тепловой инерции реле, не обеспечивают защиты от коротких замыканий. Наличие в пускателях удерживающей катушки позволяет осуществить защиту минимального напряжения.

Защиту от перегрузки и коротких замыканий могут осуществлять токовые электромагнитные и индукционные реле, но они также могут действовать только через отключающий аппарат, и схемы с их применением получаются более сложными.

С учетом сказанного выше и совокупности требований, предъявляемых к аппаратам управления и защиты, могут быть даны следующие рекомендации.

1. Для ручного управления электроприемниками с малыми пусковыми токами могут быть использованы рубильники и предохранители, встраиваемые в различные электроконструкции или распределительные и силовые ящики. Ящики ЯРВ без предохранителей применяются в качестве разъединяющих аппаратов для троллейных линий, магистралей и т. п.

2. Для ручного управления электродвигателями мощностью до 3 — 4 кВт, не требующими защиты от перегрузок, применяются пакетные выключатели.

3. Для электродвигателей мощностью до 55 кВт, требующих защиты от перегрузки, наиболее употребительными аппаратами являются магнитные пускатели в комбинации с плавкими предохранителями или воздушными автоматами.

При мощности электродвигателей более 55 кВт применяются электромагнитные контакторы в комбинации с защитными реле или воздушными автоматами. При этом следует помнить, что контакторы не допускают разрыва цепи при коротких замыканиях.

4. Для дистанционного управления электроприемниками применение магнитных пускателей или контакторов становится необходимым.

5. Для ручного управления электроприемниками при малом числе включений в час возможно использование автоматических выключателей.

Выбор защитной и коммутационной аппаратуры. Расчет номинального тока.

4.1. Общие принципы выбора защитной аппаратуры

Любая электроустановка должна быть защищена устройствами автоматического отключения в случае появления сверхтоков или недопустимых токов утечки. Под сверхтоком понимается любой ток, превышающий номинальный. В основном сверхтоки появляются вследствие перегрузки или короткого замыкания.

Устройства защиты должны выбираться с учетом параметров электроустановки, ожидаемых токов короткого замыкания, характеристик нагрузки, условий прокладки и тепловых характеристик проводников.

В соответствии с ПУЭ для электроустановок напряжением до 1 кВ и с системой заземления TN, характеризующейся глухозаземленной нейтралью источника питания и присоединением открытых токопроводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников, принятой для жилых зданий, в целях обеспечения электробезопасности время автоматического отключения не должно превышать значений, указанных ниже:

Номинальное фазное напряжение, В

Время отключения, с

В качестве защитной аппаратуры автоматического отключения применяются плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Плавкий предохранитель — это коммутационный аппарат, который вследствие расплавления одного или более специально спроектированных и калиброванных элементов размыкает цепь, в которую он включен, и отключает ток, когда он превышает заданную величину в течение достаточного времени.

Автоматический выключатель — это механический коммутационный аппарат, способный включать, пропускать и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, выдерживать в течение заданного времени и автоматически отключать токи в аномальном состоянии цепи, такие как токи короткого замыкания.

Учитывая, что электроустановки жилища повышенной комфортности и коттеджей в последние годы оснащаются в основном автоматическими выключателями, ниже рассматривается только этот вид защитной аппаратуры.

В основу выбора защитной аппаратуры в зависимости от величины токов КЗ положено, что кривая время-токовой характеристики, соответствующая допустимой тепловой нагрузке защищаемой электросети, должна лежать выше зоны время-токовой характеристики устройства защиты для всех возможных токов КЗ между минимальным и максимальным значениями.

Под время-токовой характеристикой подразумевается кривая, отражающая взаимосвязь времени и ожидаемого тока в определенных условиях эксплуатации. Указанный принцип проиллюстрирован на рис. 4.1.

Для установленного времени срабатывания защиты кривая допустимых значений I2t (интеграл Джоуля) защищаемого проводника должна лежать выше кривой I2t защитного устройства, так как кривая характеристики I2t устройства защиты характеризует максимальные рабочие значения I2t как функцию ожидаемого тока КЗ. Значения I2t аппаратов защиты приводятся в технических данных предприятиями-изготовителями.

Время отключения полного тока КЗ в любой точке цепи не должно превышать времени, в течение которого температура проводников достигает допустимого предела. Это время для защищаемого проводника может быть приблизительно вычислено по формуле

где t — продолжительность, с;

S — сечение проводника, мм2;

I — действующее значение тока КЗ, А;

K = 115 или 135 — для медных проводников (115 — с поливинилхлоридной изоляцией, 135 -с резиновой изоляцией и с изоляцией из сшитого полиэтилена);

К = 74 и 87 — для алюминиевых проводников (74 — с поливинилхлоридной изоляцией, 87 — с резиновой изоляцией и изоляцией из сшитого полиэтилена).

K = 115 — для соединений пайкой медных проводников.

Предельно допустимые значения температуры нагрева проводников приводятся в ПУЭ.

Автоматическая защита от перегрузки предназначена для отключения электросети при протекании по проводникам тока перегрузки раньше, чем такой ток мог бы вызвать повышение температуры проводников, опасное для изоляции, соединений, зажимов или среды, окружающей проводники.

Рис. 4.1. Характеристики автоматического выключателя и защищаемого проводника

С — кривая характеристики допустимого Ft;

D — I2t характеристика автоматического выключателя;

КЗ — максимальный ток КЗ, при котором обеспечивается защита автоматическим выключателем.

Рабочая характеристика любого защитного устройства, защищающего кабель от перегрузки, должна отвечать условиям:

где Ip — рабочий ток цепи; Iд — допустимый длительный ток кабеля; Iн — номинальный ток устройства защиты (устройства защиты с регулируемыми характеристиками номинальным током Iн является ток выбранной уставки); Iз — ток, обеспечивающий надежное срабатывание устройства защиты.

Практически Iз принимают равным:

— току срабатывания при заданном времени срабатывания для автоматических выключателей;

— току плавления плавкой вставки при заданном времени срабатывания для предохранителей.

Для выполнения защитных функций автоматические выключатели оснащаются различными расцепителями.

В общем виде расцепитель — это устройство, механически связанное с автоматическим выключателем (или встроенное в него), которое освобождает удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя и вызывает автоматическое срабатывание выключателя.

В автоматических выключателях бытового назначения применяются: максимальный расцепитель тока, максимальный расцепитель с обратнозависимой выдержкой времени, максимальный расцепитель тока прямого действия и расцепитель перегрузки.

Максимальный расцепитель тока — расцепитель, вызывающий срабатывание автоматического выключателя с выдержкой времени или без нее, когда ток в этом расцепителе превышает заданное значение.

Максимальный расцепитель тока с обратнозависимой выдержкой времени — максимальный расцепитель тока, срабатывающий после выдержки времени, находящейся в обратной зависимости от значения сверхтока.

Максимальный расцепитель тока прямого действия — максимальный расцепитель тока, срабатывающий непосредственно от протекающего тока в главной цепи автоматического выключателя.

Расцепитель перегрузки — максимальный расцепитель тока, предназначенный для защиты от перегрузок.

В соответствии с СП31-110-2003 во внутренних сетях жилых зданий, как правило, следует применять автоматические выключатели с комбинированными расцепителями.

Номинальные токи комбинированных расцепителей автоматических выключателей для защиты групповых линий и вводов квартир, включая линии к электроплитам, должны выбираться в соответствии с расчетными нагрузками.

Уставки аппаратов защиты для взаиморезервируемых линий должны выбираться с учетом их послеаварийной нагрузки.

Автоматические выключатели характеризуются также включающей и отключающей способностью, предельной наибольшей отключающей способностью, рабочей наибольшей отключающей способностью и током отключения.

Так как наибольшие значения сверхтоков определяются токами короткого замыкания защищаемой цепи, при выборе выключателей в процессе проектирования необходимо учитывать указанные параметры.

В случаях последовательного соединения двух автоматических выключателей возникает проблема селективности их срабатывания, которая заключается в обеспечении отключения защищаемой цепи выключателем со стороны нагрузки до того, как отключение начнет второй выключатель со стороны питания.

Селективность характеризуется предельным током. Предельный ток селективности — это предельное значение тока:

— ниже которого при наличии двух последовательно соединенных аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки успевает завершить процесс отключения до того, как его начнет второй аппарат (т.е. обеспечивается селективность);

— выше которого при наличии двух последовательно соединенных аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки может не успеть завершить процесс отключения до того, как его начнет второй аппарат (т.е. селективность не обеспечивается).

Величина предельного тока селективности определяется координатой точки пересечения времятоковой характеристики в зоне наибольшей отключающей способности защитного аппарата на стороне нагрузки и время-токовой характеристикой расцепителя другого аппарата.

В бытовых электроустановках в целях защиты от сверхтоков используются, как правило, автоматические выключатели, выпускаемые по ГОСТ Р 50345-99, который аутентичен международному стандарту МЭК 60898-95.

В табл. 4.1 приведены предпочтительные значения номинального напряжения автоматических выключателей, выпускаемых в соответствии с указанным ГОСТом.

Таблица 4.1 Предпочтительные значения номинального напряжения

Цепь питания выключателя

Номинальное напряжение, В

Однофазная (фаза с нейтралью)

Однофазная (фаза с нулевым заземленным проводом или фаза с нейтралью)

Однофазная (фаза с нейтралью) или трехфазная (три однополюсных автоматических выключателя) (трех- или четырехпроводная)

Однофазная (фаза с нейтралью)

Однофазная (фаза с фазой)

Однофазная (фаза с фазой, трехпроводная)

Трехфазная (трех- или четырехпроводная)

К предпочтительным значениям номинального тока, установленного ГОСТом, относятся: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 и 125 А.

Стандартные значения номинальной частоты 50 и 60 Гц.

Стандартные значения номинальной отключающей способности: 1500, 3000, 4500, 6000, 10 000 А. Стандарт определяет три типа характеристик мгновенного расцепления: В, С и D. Ниже приведены диапазоны мгновенного расцепления выключателя в зависимости от кратности сверхтока по отношению к номинальному Iн:

Тип защитной характеристики

Свыше 3 Iн до 5 Iн включительно

Свыше 5 Iн до 10 Iн включительно

Свыше 10 Iн до 14 Iн включительно

В электроустановках жилых зданий в основном используются автоматические выключатели с характеристиками типов В и С. Расцепление типа В рационально применять для защиты розеточных линий, типа С — для линий, питающих светильники, теплые полы и стены, сауны и т.п. При выборе автоматического выключателя необходимо учитывать предполагаемую температуру окружающей среды в месте его установки.

В каталогах приводится номинальный ток выключателя для температуры окружающей среды 30 0С. Повышение температуры сверх 30 0С приводит к преждевременному срабатыванию теплового расцепителя, так как его температура достигает уровня срабатывания при меньших значениях тока. Поэтому при установке автоматических выключателей в местах, где температура окружающей среды превышает номинальную, равную 30 0С, номинальное значение тока выключателя уменьшается:

Читать еще:  Преимущества утепления пенополиуретаном

где Iн — допустимый ток при температуре окружающей среды 1°С, отличной от номинальной tо.с.н = 30 C;

Iн.а — номинальный ток автоматического выключателя при номинальной (расчетной) температуре окружающей среды;

Oн — превышение температуры срабатывания теплового расцепителя над номинальной расчетной температурой окружающей среды tосн = 30 оС, Оt = tср — tо.с.н;

— температурный коэффициент, учитывающий уменьшение (увеличение) допустимого тока автоматического выключателя в зависимости от температуры окружающей среды в месте его установки.

Здесь Ot- превышение температуры срабатывания tcp теплового расцепителя над температурой окружающей среды, Оt = tср — tо.с;

Для выключателей бытового назначения ориентировочные значения величины Kt в зависимости от температуры окружающей среды в месте установки приведены ниже:

toc. 20 30 35 40 45 50 55 60

Kt . 1,05 1 0,97 0,95 0,92 0,89 0,87 0,84

Кроме того, для модульных автоматических выключателей бытового назначения устанавливаемых в шкафах рядом друг с другом на рейках, следует использовать величину 0,8Kt.

Выбор автоматических выключателей в тех случаях, когда температура окружающей среды больше или меньше стандартной контрольной, при которой определялись его номинальные данные, производится с использованием температурного коэффициента Kt по формуле

где Iн.р — номинальный ток расцепителя.

1. Максимальный расчетный ток нагрузки Iрас.mах = 20 А.

2. Температура окружающей среды в месте установки toc = +55 0С при этом Iрас.mах=Iнt Номинальный ток автоматического выключателя при нормальных условиях должен быть:

По приведенным выше данным Kt для 55 0С равен 0,87.

Принимаем автоматический выключатель с номинальным током 25 А.

Если выключатель установлен в ряд с другими автоматами, в металлическом шкафу, то его номинальный ток определяется по формуле

Принимаем к установке автоматический выключатель с номинальным током Iн.а = 32 А.

4.2. Принципы выбора коммутационной аппаратуры

К коммутационным аппаратам относится достаточно широкий спектр электрооборудования, с помощью которого осуществляется включение-отключение как основных токовых цепей, так и цепей управления.

Для коммутации основных токовых цепей наряду с рассмотренными выше автоматическими выключателями используются рубильники, переключатели, контакторы, магнитные пускатели и т.п.

Для коммутации цепей управления используются различные реле, как мгновенного действия, так и реле с выдержкой времени на замыкание и размыкание контактов, кнопки и ключи (переключатели) управления и пр.

Аппаратура для коммутации цепи управления может содержать аппарат для цепи управления и связанные с ним устройства, например световые индикаторы.

Аппарат для цепей управления может содержать один или несколько коммутационных элементов и механизм передачи усилия переключения. Коммутационный элемент может быть контактным или полупроводниковым.

Выбор при проектировании аппаратов из рассматриваемой группы определяется следующими основными параметрами:

— номинальным напряжением и потребляемым током катушек;

— коммутационной способностью контактов или выходных полупроводниковых цепей

(номинальное напряжение, номинальный ток коммутируемый цепи);

— для реле с выдержкой времени — диапазоном выдержки времени.

Не менее важными факторами являются способ установки аппарата (под винт, на DIN-рейку) и присоединение проводов (переднее, заднее).

Выбор коммутационной и защитной аппаратуры

Выбор коммутационной и защитной аппаратуры силовой сети

В сетях и установках напряжением до 1 кВ возможны ненормальные режимы, связанные с увеличением тока (сверхтоком), к которому приводят перегрузки, самозапуск электродвигателей, короткое замыкание. Эти ненормальные режимы могут привести к повреждению электрических сетей и оборудования, созданию ситуаций, опасных для персонала. Поэтому сети и установки должны быть защищены от перегрузок и токов короткого замыкания.

Согласно ПУЭ сети разделяют на защищаемые от перегрузок и токов короткого замыкания, и на защищаемые только от токов короткого замыкания. Защите от перегрузок подлежат следующие сети:

  • — внутри помещений, выполненные проложенными открыто незащищенными изолированными проводами или проводами с горючей оболочкой;
  • — внутри помещений, выполненные защищенными проводами, проложенными в трубах, несгораемых строительных конструкциях и т.п.;
  • — сети освещения общественных и торговых помещений, служебно-бытовых помещений промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также пожароопасных производственных помещений;
  • — силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режима работы сетей может возникать их длительная перегрузка;
  • — сети всех видов во взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сетей.

Все остальные сети не требуют защиты от перегрузок и должны быть защищены только от токов короткого замыкания.

Основными аппаратами защиты сетей напряжением 380-660 В являются предохранители с плавкими вставками и автоматические воздушные выключатели. От них требуется кратчайшее время отключения и обеспечение селективности. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания расцепителей автоматических выключателей должны быть минимально возможными, но не приводящими к отключению цепи при пуске электродвигателей и кратковременных перегрузках.

Защитные аппараты устанавливают в начале каждой ветви сети, т.е. на каждой линии, отходящей от шин подстанции и силовых пунктов, на каждом ответвлении от линии, на трансформаторных вводах.

Предохранители применяют в основном для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Предохранитель представляет собой аппарат, содержащий плавкую вставку, калиброванную на определенный ток и выполненную из легкоплавких материалов. Плавкие вставки предохранителей выдерживают ток на 30-50% выше номинального в течение одного часа и более. При токе, превышающем номинальный ток плавких вставок на 60-100%, они плавятся. Для уменьшения времени перегорания плавкой вставки ее выполняют плоской с несколькими сужениями или виде параллельно соединенных проволок с напаянными на них оловянными шариками. Предохранитель и плавкую вставку характеризуют следующие показатели:

  • — номинальное напряжение — напряжение, при котором предохранитель работает длительное время;
  • — номинальный ток патрона — ток, на который рассчитаны токоведущие и контактные соединения патрона по условию длительного нагрева;
  • — номинальный ток плавкой вставки — ток, который он выдерживает, не расплавляясь длительное время.

Выбор аппаратуры осветительной сети

Номинальный ток расцепителей ВА или плавких вставок предохранителей групповых линий не должен превышать 25 А.

Расчетный ток линии:

Номинальный ток расцепителя:

В качестве расцепителя используем выключатель автоматический ВА-16.

Как выбрать способ защиты кабеля

В процессе эксплуатации кабеля его металлическая оболочка разрушается под воздействием внешних факторов: механических повреждений, коррозий. Нарушение целостности провода может привести к сбоям в работе электросети и полному прекращению подачи электроэнергии. Чтобы не допустить аварийных ситуаций, использую специальные средства защиты.

Основные понятия

Под защитой кабеля понимают комплекс средств и мероприятий, направленных на устранение способствующих разрушению факторов. К примеру, чтобы не повредить проводку при демонтажных работах, используют специальные защитные короба, трубы. Для предотвращения химических разрушений на провода наносят особые составы, выполняют прокладку с соблюдением правил безопасности. Кабель защищают по всей линии или же в наиболее уязвимых участках.

Виды защиты кабеля

Защитные методы классифицируют по нескольким признакам.

По месту установки

В зависимости от расположения кабельной линии различают три вида монтажа:

  • подземный — применим при прокладке кабеля на глубине, при этом необязательно защищать всю трассу, достаточно обеспечить безопасность конструкции в тех местах, где планируются подземные работы на глубине более 1,2 метра или есть риск поражения шаговым напряжением людей;
  • наружный — используется при размещении проводки снаружи зданий, на эстакадах, опорных конструкциях, способ применим к контрольным, слаботочным информационным сетям, наружным электролиниям;
  • внутренний — предназначен для расположения проводов внутри стен для защиты токопроводящих элементов на случай проведения ремонтно-строительных работ, а также при технологических процессах поблизости с проводкой.

По материалу

Защита из разных материалов имеет различное назначение:

  • бетон — кирпичная кладка, железобетонные конструкции отличаются повышенной прочностью, поэтому применимы для технологических проходов, сооружений и прочих инженерных задач;
  • металл — подходит для небронированного кабеля, имеет вид перфорированной и неперфорированной конструкции (во втором случае возможно использование вентиляционных отверстий, крепление сигнальных средств), металлические изделия покрывают краской, цинком для дополнительной защиты от коррозионных разрушений и улучшения внешнего вида;
  • полимер — самый легкий материал, не подходит для наружной установки из-за вероятности разрушения под воздействием ультрафиолета и атмосферных осадков;
  • керамика, асбест — используется для подземной и наружной защиты при отсутствии динамических нагрузок, надежно защищает от агрессивных внешних влияний.

По конструкции

Разновидностей способов защиты в зависимости от конструктивного исполнения немало:

  • лоток — открытая конструкция в виде направляющих производится из монолитного и перфорированного материала, подходит для одножильных и многожильных проводов;
  • плита, канал — сборная конструкция из профлистов, железобетонных плит применяется для проводки, слаботочных и силовых линий;
  • труба — используют для протяженной защиты (из металла и асбеста — для наружного монтажа, из полимера – для внутреннего), подходит для электросоединений, протягивания в проходных отверстиях, для получения непрерывной защиты по заданному изогнутому маршруту берут гофрированную трубу;
  • шахта — не только защищает, но и поддерживает кабельную линию по всей длине, предназначена для размещения в зданиях;
  • лента — выполняет функцию сигнальной защиты, указывая на место скрытой прокладки кабеля, помогает ограждать незащищенные провода в подземных конструкциях;
  • тоннель, эстакада, галерея — служат для прокладывания свыше 20 электролиний.

Способы защиты кабеля от коррозии и блуждающих токов

Наряду с устранением нарушений при прокладке и эксплуатации электросетей применяют защитные методы:

  • покрытие лаком или краской — нанесение дополнительного слоя защищает от коррозий;
  • катодная поляризация — на металлической оболочке создают отрицательный потенциал от внешних источников, что препятствует распространению тока;
  • электродренаж —отведение блуждающих токов происходит от кабеля к источнику питания;
  • протекторная защита — соединение оболочки с электродом из магнитного сплава.

Требования к защите кабеля

  1. При подземном монтаже в траншее нужно делать подушку из граншлака или песка, где разместятся плиты.
  2. Если напряжение более 35 000 В, толщина плиты при подземной укладке должна быть не меньше 50 мм. Для линий с меньшим напряжением подойдет кирпичная кладка из обожженной глины без отверстий.
  3. При прокладке электролиний в земле нельзя сильно натягивать провод, но и болтаться он не должен.
  4. Если линия проходит под дорогой, кабель защищают трубой из металла, в одной трубе нельзя располагать несколько проводов.
  5. Для электросетей, напряжение которых менее 1000 В, кабель защищают только в местах возможных повреждений.

Защита кабеля — обязательная процедура, которая повышает безопасность пользования электричеством и увеличивает срок службы проводки. При выборе способа защиты учитывают особенности эксплуатации, условия местности.

Выбор автомата по сечению кабеля и мощности нагрузки

Уже достаточно давно в современных домах перестали использовать пробки. Им на смену пришли более технологические устройства — автоматы, они же пакетники, хотя некоторые до сих пор именуют их по-прежнему пробками, но это неправильно, ведь принцип работы пробки и автомата несколько разный. Так как в этой статье мы будем рассматривать подбор автомата, в зависимости от сечения кабеля, то и о пробках речи не будет.

Итак, автомат представляет собой устройство, позволяющее размыкать электрическую цепь автоматическим путем в двух случаях:

  • токовая перегрузка линии;
  • возникновение короткого замыкания (КЗ).

В первом случае перегрузка возникает из-за неисправности электроприборов или их большого количества и удельной мощности. Во втором же случае, из-за замыкания, расход электроэнергии идет на нагрев проводов с максимально возможным током для этого участка. Кроме вышеуказанных случаев разрыва цепи автомат предоставляет возможность мануального управления. На корпусе устройства имеется рубильник, позволяющий размыкать цепь.

Предназначение автоматического выключателя — защита того участка электрической цепи для которой он установлен, а так же своевременное размыкание этого участка при возникающей перегрузке или коротком замыкании.

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

  • количество полюсов;
  • номинальный и предельный токи;
  • применяемый тип электромагнитного расцепителя;
  • максимальная мощность отключаемой способности.

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

Количество полюсов — такое количество фаз, которое способен защищать автомат. По количеству полюсов автоматы могут быть:

  1. Однополюсные.
    Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
  2. Двухполюсные.
    Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.
  3. Трехполюсные.
    Используются с трехфазными цепями, при превышении нагрузки происходит отключение трех фаз одновременно. Такие автоматы так же имеют один общий размыкатель цепи.
  4. Четырехполюсные.
    Аналогичны двухполюсным, но предназначены для работы с трехфазными цепями. При превышении нагрузки происходит размыкание трех фаз и рабочего нуля одновременно.

Номинальный и предельный токи

Тут все просто — такая сила тока, при которой автомат будет размыкать цепь. При номинальном токе и даже немного больше заявленного будет осуществляться работа, однако только при превышении предельного тока на 10–15% произойдет отключение. Обусловлено это тем, что достаточно часто стартовые токи превышают предельно возможные токи на небольшой промежуток времени, поэтому в автомате есть определенный запас времени, по истечению которого произойдет размыкание цепи.

Тип электромагнитного расцепителя

Эта деталь автомата, которая позволяет размыкать цепь при коротком замыкании, а так же в случае повышения тока (перегрузки) на определенное количество раз. Расцепители разделяются на несколько категорий, рассмотрим самые популярные:

  • B — размыкание при превышении номинального тока в 3–5 раз;
  • C — при превышении в 5–10 раз;
  • D — при превышении в 10–20 раз.

Максимальная мощность отключаемой способности. Такое значение тока короткого замыкания (определяется в тысячах ампер), при котором автомат останется рабочим после размыкания цепи из-за короткого замыкания.

Подбор оптимального сечения кабеля

Каждый кабель, как и автомат, имеет определенный разрешенный ток нагрузки. В зависимости от сечения и материала кабеля варьируется и ток нагрузки. Для выбора автомата по сечению кабеля следует использовать таблицу.

Необходимо заметить, что допускается выбирать кабель с небольшим запасом, но никак не пакетный выключатель! Автомат должен соответствовать планируемой нагрузке! В соответствии с правилами устройств электроустановок 3.1.4 — токи уставок автоматов следует выбирать такие, которые будут меньше расчетных токов выбираемых зон.

Рассмотрим на примере, на определенном участке электропроводка проложена кабелем сечением 2.5 мм квадратных, а нагрузка составляет 12 кВт, в данном случае при монтаже автомата (по минимальному току) на 50 А произойдет возгорание проводки, так как провод с данным сечением рассчитан на разрешенный ток в 27 А, а через него проходит значительно больше. В данном случае разрыва цепи не происходит, так как автомат адаптирован под данные токи, а провод — нет, автоматика отключит автомат только в случае короткого замыкания.

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

Важно! Сначала следует рассчитывать мощность потребителей, а затем уже выбирать проводник соответствующего сечения и только после этого выбирать автомат (пакетник). Номинальный ток пакетника должен быть меньше максимального тока, разрешенного для провода этого сечения.

Именно благодаря такому принципу проводка никогда не перегреется и, следовательно, не произойдет возгорания.

Читать еще:  Какой утеплитель лучше выбрать для жилой или нежилой мансарды

Расчёт мощности потребителей

Каждую электрическую сеть в квартире или доме можно условно поделить на участки (помещения). В зависимости от того, какие приборы планируется использовать на том или ином участке делается расчёт электропроводки. Обычно зоны электропроводки для каждого автомата разделены между собой на каждое помещение квартиры или дома. Один участок проводки на одну комнату, второй на другую, а третий на кухню и ванную комнату. Особняком в данной ситуации стоят такие мощные потребители как электроплитки, духовые шкафы, водонагреватели, котлы отопления. Такая техника требует выделенной линии питания, поэтому в современных домах, предназначенных для использования с электрическими плитами, для обеспечения питания прибора выведен отдельный автоматический выключатель.

Рассчитать требуемый ток для того или иного участка проводки достаточно просто. Для этого используется формула I=P/U, в соответствии с которой I — сила тока, P — мощность (в ваттах) всех работающих электрических приборов на этой линии, U — напряжение сети (является стандартным — 220 вольт). Для расчета необходимо сложить мощности тех электроприборов, которые планируется использовать на линии, после чего разделить полученную сумму на 220. Отсюда и получаем силу тока, в соответствии с которой надо будет выбрать кабель определенного сечения.

В качестве примера возьмем участок (комната) и рассчитаем для неё автомат и кабель необходимого сечения. В комнате одновременно будут работать:

  • пылесос (1300 Вт);
  • электроутюг (1000 Вт);
  • кондиционер (1300 Вт);
  • компьютер (300 Вт).

Сложим данные показатели (1300+1000+1300+300 = 3900 Вт) и разделим их на 220 (3900/220 = 17.72). Получается, что сила тока равна 17.72, подбираем для этого оптимальное сечение кабеля исходя из таблицы, берем медный кабель с сечением 2.5 мм или 4 мм квадратных (обязательно берем с запасом) и автомат с номинальным током защиты в 20 ампер.

Стоит упомянуть, что не стоит выбирать автоматический выключатель с завышенным показателем номинального тока, так как при перегрузке электрической сети (превышении показателей длительно-допустимого тока для определенного провода) начнется возгорание проводки. Номинал автомата должен быть соответствовать величине длительно-допустимого тока проводника или быть меньше.

Опытные электрики неоднократно говорят о том, что не стоит устанавливать кабели небольшого сечения из-за их дешевизны, следует выбирать кабель с запасом во избежание перегрузки электрического участка и возгорания проводки. А вот выбирать мощный автомат противопоказано!

Проводка монтируется один раз, заменить её сложно, а произвести замену выключателя в случае значительно возросшей нагрузки в разы проще.

На данный момент появляется все больше мощных электрических приборов, поэтому стоит заранее позаботиться, вдруг вы решите использовать более мощный пылесос или же добавить в помещение какой-то дополнительный прибор.

Нюансы

В основном, вопросов с подбором пакетника по сечению кабеля у читателей не должно возникнуть, но есть некоторые тонкости, которые мы не упомянули выше.

  1. Автомат с каким типом электромагнитного расцепителя выбрать
    В быту чаще всего используются автоматы категории «В» и «С».
    Обусловлено это максимально быстрым срабатыванием пакетных выключателей при превышении номинального тока. Это крайне актуально при использовании таких приборов как электрочайники, тостеры и утюги. В зависимости от типа используемой техники следует выбирать определенную категорию, желательно отдать предпочтение выключателям категории «В».
  2. Автомат с какой максимальной мощностью отключаемой способности выбрать
    Зависит от места расположения ввода электричества с подстанции в квартиру, если в непосредственной близости, то стоит выбирать с отключаемой способностью в 10000 ампер, в остальном же для городских квартир хватает устройств на 5000–6000 ампер. Можно перестраховаться и выбрать вариант в 10000 ампер, в конечном счете данный показатель влияет лишь на то, будет ли работоспособен автомат после короткого замыкания.
  3. Какой тип провода выбрать: алюминий или медь
    Настоятельно не рекомендуем приобретать алюминиевые проводники. Медная проводка более надежная и способна выдерживать более высокие токи.

Видео по теме

Выбор защитной и коммутационной аппаратуры

Провода и кабели, выбранные по номинальному или максимальному току, в нормальном режиме могут испытывать нагрузки значительно превышающие допустимые из-за перегрузок электроприемников, а также при однофазных и междуфазных коротких замыкания, поэтому как электроприемники, так и участки сети должны защищаться защитными аппаратами: плавкими предохранителями, автоматическими выключателями, магнитными пускателями.

Главные функции аппаратуры управления и защиты:

· включение и отключение электроприемников и электрических цепей;

· электрическая защита их от перегрузки, коротких замыканий, понижения напряжения или самозапуска;

· регулирование числа оборотов электродвигателей;

Аппарат может быть предназначен для выполнения как одной, так и нескольких функций, что определяет его конструкцию и схему соединения. Аппаратура может срабатывать в результате воздействия на неё оператора, под влиянием физических процессов в электрической цепи.

Любую защиту электроприемника или участка цепи характеризуют следующими показателями:

Избирательность (селективность) действия

свойство защиты отключать только поврежденный элемент системы и сохранять в работе в работе остальные, неповрежденные элементы системы.

Время срабатывания

время с момента возникновения повреждения до совершения следующих процессов: плавления плавкого элемента предохранителя, размыкания контактов автоматического выключателя.

Зона действия

элемент или совокупность элементов системы электроснабжения, на повреждения или на нарушение режима работы которых защита должна реагировать.

Различают две зоны действия защиты:

основная – содержит элементы, при повреждении которых аппараты защиты зоны срабатывают в первую очередь;

резервирования – содержит аппараты защиты, которые должны срабатывать в случае отказа в срабатывании аппаратов основной зоны.

Надежность действия

срабатывание защиты во всех необходимых случаях, отсутствие отказов в срабатывании и ложных срабатываний.

Внимание!

При выборе параметров защитных аппаратов следует учитывать, что аппарат, выбранный для защиты электроприемника, должен также защищать и провода (кабели), питающие этот электроприемник.

Перед выбором защитных и коммутационных аппаратов необходимо для защищаемого участка (элемента) определить:

1. номинальное напряжение;

2. номинальный ток:

· для большинства трехфазных электроприемников

,

где Рном – номинальная активная мощность электроприемника, кВт;

Uном – номинальное линейное напряжение сети, кВ;

– номинальный коэффициент полезного действия;

– номинальный коэффициент мощности.

Значения Рном, и должны быть приняты по каталогу (паспорту) электроприемника.

· для многодвигательного электропривода номинальный ток принимается с учетом и наиболее мощного электроприемника такого привода

,

где – сумма номинальных мощностей электроприемников многодвигательного

· для трехфазной электрической печи

;

· для трехфазной выпрямительной установки

;

· для однофазных электроприемников, подключенных на фазное напряжение

,

где Рф – активная мощность однофазного электроприемника, кВт;

Uном.ф – номинальное фазное напряжение сети, кВ.

· для сетей постоянного тока и однофазного тока с активной нагрузкой

(например, группы осветительных электроприемников с лампами накаливания)

,

где Рф.о. – активная мощность одного или группы осветительных электроприемников,

присоединенных на фазное напряжение, кВт.

· для трехфазной осветительной сети с лампами накаливания

,

где Ро – суммарная активная трехфазная мощность нагрузки осветительной сети,

все электроприемники которой присоединяются на фазное напряжение, кВт.

Основная функция плавких предохранителей: защита электрических сетей от токов короткого замыкания.

Предохранители напряжением до 1 кВ выбираются по следующим условиям:

1. по номинальному напряжению

2. по номинальному току плавкой вставки

· по длительному максимальному току линии

· по пусковому (пиковому) току

а) при защите ответвления, идущего к одиночному двигателю с нечастыми

пусками и длительностью пускового периода не более 2,5 с:

б) при защите ответвления, идущего к одиночному двигателю с частыми пусками

или большой длительностью пускового периода:

в) при защите линии, питающей силовую или смешанную нагрузку:

5. по номинальному току предохранителя

Технические характеристики некоторых типов предохранителей представлены в [2] и [9]

Основные функции автоматических выключателей: защита электрических сетей от токов перегрузки и короткого замыкания.

Автоматические выключатели напряжением до 1 кВ выбираются по следующим условиям:

1. по номинальному напряжению

2. по номинальному току теплового расцепителя

,

где Кт.р. – коэффициент теплового расцепителя.

· для нерегулируемого теплового расцепителя — 1,15

· для регулируемого теплового расцепителя — 1,25

· для электроприемника без пусковых токов — 1,0

· для группы электроприемников — 1,1

3. по номинальному току электромагнитного расцепителя

· для одиночного электроприемника

· для группы электроприемников

4. по номинальному току автоматического выключателя

,

где Iр – расчетный ток линии, А.

Расчетный ток определяется в зависимости от числа электроприемников, получающих питание по линии.

· для одиночного электроприемника

,

· для группы электроприемников

Технические характеристики автоматических выключателей приведены в [4] и [13].

Основные функции магнитных пускателей: дистанционное управление и реверс асинхронных двигателей мощностью до 100 кВт, а также защиты его от перегруза и работы при пониженном напряжении сети.

Магнитные пускатели выбираются по следующим условиям:

1. по номинальному напряжению

2. по номинальному току

Технические характеристики магнитных пускателей приведены в [4].

Результаты выбора защитной и коммутационной аппаратуры представить в пояснительной записке курсового проекта в виде таблицы 6.

Как выбрать кабель при проектировании системы противопожарной защиты

Автор статьи: Цветков Роман Николаевич, ведущий инженер-проектировщик комплексных систем безопасности. Автор онлайн-курса «Проектирование ПС и СОУЭ для начинающих».

Система противопожарной защиты (СПЗ) включает в себя множество составных систем: пожарная сигнализация, оповещение и управления эвакуацией и т.д… Кабель для этих систем так же важен, как артериальная система для человека. По кабелю идет напряжение и ток, которые позволяют всему комплексу работать.

Вне зависимости от того какую систему вы проектируете, кабель в ней все равно присутствует. Поэтому вы должны понимать как и какой кабель заложить в эти системы.

В помощь начинающим проектировщикам рассмотрим пошаговый алгоритм действий, который поможем вам принять решение при подборе кабеля для системы противопожарной защиты:

  1. Понять какой объект вам достался для проектирования.
  2. По ГОСТ 31565-2012 определить тип кабеля для ваших СПЗ.
  3. Выбрать производителя кабеля и сформировать компоненты ОКЛ.
  4. Заполнить спецификацию кабелем.

Далее рассмотрим каждый шаг по отдельности.

1. Понять какой объект вам достался для проектирования

Информация по объекту и положения ГОСТ 31565-2012 помогут вам выбрать подходящий кабель, но нужно учитывать нюансы объекта.

Например, подбирая кабельную продукцию для системы оповещения и управления эвакуацией на объекте важно учитывать кто там будет эвакуироваться.

В производственных, офисных и административных помещениях основную категорию людей составляют не ограниченные в подвижности, дееспособные, самостоятельные люди. Эвакуация должна пройти в стандартном режиме, потому что эвакуирующимся не потребуется для этого дополнительная помощь.

Обратная ситуация с домами престарелых и медицинскими учреждения, потому что там основная категория — маломобильные группы населения. В детских садах и образовательных учреждениях — дети. Эвакуация будет проходить дольше, потому что эвакуирующимся потребуется дополнительная помощь.

Все это нужно учитывать при подборе кабельной продукции, чтобы в случае пожара кабельная линия не сгорела раньше, чем закончится эвакуация.

2. По ГОСТ 31565-2012 определить тип кабеля для ваших СПЗ

Производители изготавливают кабели по ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Определяют класс пожарной опасности кабеля, закладывают необходимые характеристики кабеля (индексы, область применения), прописывают технические условия и подтверждают сертификатами соответствия.

ГОСТ 31565-2012 Раздел 1

Задача проектировщика — расшифровать информацию по кабелю из документации от производителя с помощью ГОСТ 31565-2012.

Раздел 4
Производители проводят испытания кабеля в различных условиях пожара и определяют класс пожарной опасности кабеля с помощью таблицы 1.

Для проектировщика данные таблицы 1 указаны в технических условиях на изготавливаемый кабель.

ГОСТ 31565-2012 Раздел 4 таблица 1

Раздел 5
Производители указывают в технических условиях индексы кабеля (нг(А)-LS и т.д.) по положениям данного раздела.

Проектировщику нужно использовать этот раздел, чтобы знать значение индексов при прочтении области применения кабеля (раздел 6).

ГОСТ 31565-2012 Раздел 5 пункт 5.10 (для примера)

Раздел 6
Знание индексов кабеля поможет проектировщику определить для каких объектов применяются определенные типа кабеля по таблице 2.

Обратите внимание, что для систем противопожарной защиты всегда указывается дополнительно индекс FR: будь это пожарная сигнализация, СОУЭ, РИПы и т.д.

ГОСТ 31565-2012 Раздел 5 таблица 2

3. Выбрать производителя кабеля и сформировать компоненты ОКЛ

Выбор производителя кабеля зависит от того, где находится объект проектирования. Проектировщику надо понимать, что транспортная стоимость доставки кабеля до объекта существенно возрастает с увеличением расстояния.

Мы, в качестве примера, рассмотрим кабель от кабельного завода Паритет и огнестойкую кабельную линию (ОКЛ) от производителя ДКС.

Формирование огнестойкой кабельной линии — одна из важнейших задач при проектировании СПЗ. Главная задача ОКЛ — обеспечение работоспособности СПЗ в условиях пожара.

ОКЛ состоит из кабельной линии и всех элементов крепления (лотки, коробки и т.д.). Если кабель не сгорит, а элементы крепления сгорят — ОКЛ не решит свою задачу. Поэтому вместе с огнестойкой кабельной линией используются огнестойкие элементы крепления — это и есть формирование комплекта ОКЛ.

Требования по работоспособности в условиях пожара предъявляются не на кабель, а на кабельную линию проложенную в лотках, трубах и коробах или непосредственно по поверхности стен. Это решение подтверждается сертификатом соответствия ОКЛ на основании проведенных испытаний. ОКЛ без сертификатов не бывает.

Чтобы проектировщики смогли правильно заложить все составные элементы ОКЛ в свою документацию, у производителей всегда присутствует решение в совокупности “кабель + все элементы крепления”.

Как сформировать ОКЛ:

  1. Найдите сертификат соответствия производителя ОКЛ
  2. Внимательно изучите состав сертификатов применяя положения ГОСТ 31565-2012
  3. Найдите на сайте производителя инструкции по монтажу, типовые альбомы и другие данные, которые могут вам пригодиться

Например, на сайте Паритет собраны все необходимые документы, которые позволят вам быстро и правильно сформировать ОКЛ в вашей спецификации.

Почему нужны компоненты ОКЛ.
Есть 3 нормативных документа, которые обязывают применять ОКЛ для СПЗ:

Статья 82 пункт 2 обязывает применять кабели, которые будут сохранять работоспособность СПЗ при пожаре в течение времени, необходимого для эвакуации людей в безопасную зону. Это одна из выдержек, есть и другие.

  • ГОСТ Р 53316-2009 «Кабельные линии. Сохранение работоспособности в условиях пожара. Метод испытания»

Пункты 3.1 содержит термин “кабельные линии” и дает основания, что кабельные линия — не только кабель, но и элементы крепления.

  • СП 6.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности»

Пункт 4.8 дублирует пункт ФЗ-123, но с добавлением “полной эвакуации”.

4. Заполнить спецификацию кабелем

Самый главный документ — спецификация, потому что на ее основании составляется смета, рассчитывается бюджет и т.д. Это своеобразный мостик от наших решений в проекте к деньгам, которые нужны для реализации решений на объекте.

Для кабельной продукции в спецификации есть соответствующий раздел “Кабельная продукция”, где мы в обязательном порядке записываем все индексы и показатели по кабелю:

Выкопировка спецификации (для примера)

Количество жил и сечения трактуется уже нашим проектным решением, выбором конкретного оборудования, решениями производителя оборудования и собственным опытом проектировщика.

Как сформировать пакет сертификатов ОКЛ и состав спецификации по ОКЛ — расскажем в следующих статьях.

Советуем посмотреть вебинар

Рассказали как правильно подобрать кабель для СПЗ, рассмотрели этапы выбора кабеля и разобрали некоторые положения ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности» и ответили на частые вопросы слушателей.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector