Длительно допустимый ток автоматических выключателей

Примеры выбора плавких предохранителей и автоматических выключателей

Пример 1. Магистральная линия силовой сети промышленного предприятия напряжением 380/220 В питает группу электродвигателей. Линия прокладывается в помещении бронированным трехжильным кабелем с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией при температуре окружающей среды 25°С. Длительный расчетный ток линии составляет 100 А, а кратковременный ток при пуске двигателей 500 А. Пуск легкий.

Необходимо определить номинальный ток плавких вставок предохранителей типа ПН2, защищающих линию, и выбрать сечение кабеля для следующих условий:

а) производственное помещение невзрывоопасное и непожароопасное, линия должна быть защищена от перегрузки;

б) помещение пожароопасное, линия должна быть защищена от перегрузки;

в) линия должна быть защищена только от токов КЗ.

Решение. Определяем величину номинального тока плавких вставок предохранителей, защищающих линию, по длительному току: I вст = 100 А, по кратковременному току: I вст = 500/2,5 = 200 А. Предохранитель типа ПН2-250 с плавкой вставкой на 200 А.

1. Для кабеля с бумажной изоляцией, защищаемого от перегрузки и проходящего в невзрывоопасном и непожароопасном помещении, значение коэффициента защиты k з = 1. При этом длительно допустимая токовая нагрузка на кабель I доп = k з I з = 1х200 = 200 А.

Подбираем трехжильный кабель на напряжение до 3 кВ с алюминиевыми жилами сечением 120 мм 2 для прокладки на воздухе, для которого допустимая нагрузка I доп = 220 А.

2. Для кабеля, проходящего в пожароопасном помещении и защищаемого от перегрузки k2 = 1,25, тогда I доп = 1,25, I3 = 1,25 х 200 = 250 А. В этом случае сечение кабеля принимаем равным 150 мм 2 , I доп = 255 А.

3. Для кабеля, защищаемого только от токов КЗ, получим при k з = 0,33 допустимый ток I доп = 0,33 I вст = 0,33 х 200 = 66 А, что соответствует сечению кабеля 50 мм и I доп = 120.

Пример 2. От шин главного распределительного щита получает питание силовой распределительный щит с автоматическими выключателями, к которому присоединяются шесть асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Электродвигатели 3 и 4 установлены во взрывоопасном помещении класса В1а, остальные электродвигатели, распределительные пункты и пусковая аппаратура — в помещении с нормальной средой. Технические данные электродвигателей приведены в табл. 1 .

Табл. 1. Технические данные электродвигателей

Режим работы двигателей исключает возможность длительных перегрузок, условия пуска легкие, самозапуск крупных двигателей исключен. Один из двигателей (1 или 2) находится в резерве, остальные двигатели могут работать одновременно.

Рис. 2. Схема к примеру 2

Требуется определить номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и выбрать сечения проводов и кабеля из условий нагрева и соответствия токам расцепителей.

Решение. Так как температура воздуха в помещениях равна 25°С, то поправочный коэффициент k п = 1, что учитывается при выборе сечений проводов и кабеля.

Линия к электродвигателю 1 (или 2). Выбираем комбинированный расцепитель (автоматический выключатель типа А3710Б на 160 А по длительному току линии I д = 73,1 А, равному в данном случае номинальному току электродвигателей (табл. 1 ).

При выборе номинального тока электромагнитного расцепителя автоматического выключателя, встроенного в шкаф, следует учитывать тепловой поправочный коэффициент 0,85. Таким образом, I ном эл = 73,1/0,85 = 86 А.

Выбираем расцепитель с номинальным током 100 А и током мгновенного срабатывания 1600 А.

Устанавливаем невозможность срабатывания автомата при пуске: I ср.эл= 1,25 х 437 = 550 А, 1600 А > 550 А.

Подбираем одножильный провод с алюминиевыми жилами марки АПРТО сечением 25 мм 2 , для которого допустимая токовая нагрузка равна 80 А. Проверяем выбранное сечение по коэффициенту защиты аппарата. Так как в автоматических выключателях серии A3700 ток уставки не регулируется, то кратность допустимого тока линии должна определяться по отношению к номинальному току расщепителя, в данном случае равному 100 А. Находим значение k з для сетей, не требующих защиты от перегрузки для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой k з=1.

Подставляя числовые значения в соотношение kз I з = 1х100 А > I доп = 80 А, находим, что требуемое условие не выполняется.

Поэтому окончательно выбираем сечение провода равным 50 мм 2 / I доп = 130 А, для которого условие I доп > k з I з выполняется, так как 130 А > 1 х 100 А.

Линия к электродвигателю 3. Двигатель 3 установлен во взрывоопасном помещении класса В1а, в связи с чем:

1) за расчетный ток при выборе сечения линии принимается номинальный ток двигателя, увеличенный в 1,25 раза;

2) не разрешается применение проводов и кабелей с алюминиевыми жилами; следовательно, линия от магнитного пускателя до электродвигателя должна быть выполнена проводом с медными жилами (марки ПРТО).

Линия к электродвигателю 4. Сечение провода ПРТО от магнитного пускателя до двигателя принято равным 2,5 мм 2 , так как меньшее сечение для силовых сетей во взрывоопасных помещениях не допускается ПУЭ.

Линии к электродвигателям 5 и б. Расчетный ток линии определяется суммой токов двигателей 5 и 6.

Магистральная линия. Расчетная длительно допустимая токовая нагрузка линии определяется суммой токов всех электродвигателей, за исключением тока одного из электродвигателей (1 или 2): I дл = 73,1 + 69 + 10,5 + 2 х 7,7 = 168 А. Кратковременная токовая нагрузка определяется из условий пуска двигателя 3, у которого толчок пускового тока наибольший: I кр = 448 + 73,1 + 10,5 + 2 х 7,7 = 547 А.

Выбираем электромагнитный расцепитель автоматического выключателя АВМ-4С на 400 А по длительному току линии из условия I ном = 400 А > I дл = 168 А.

Кратковременная токовая нагрузка определяется из условий пуска двигателя 3, у которого толчок пускового тока наибольший:

I кр = 448+73,1 + 10,5+ 2-7,7 = 547 А.

Выбираем ток срабатывания по шкале, зависимой от тока характеристики, 250 А и по шкале, не зависимой от тока характеристики (отсечка с выдержкой времени) 1600 А.

Устанавливаем невозможность срабатывания автоматического выключателя при пуске двигателя 3I срэл= 1,25 I кр, 1600 > 1,25х547 = 682 А.

По длительному току линии I дл = 168 А подбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами на напряжение до 3 кВ сечением 95 мм 2 , с допустимой нагрузкой 190 А.

Для сетей, не требующих защиты от перегрузки, при токе срабатывания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой, обратно зависимой от тока характеристикой I ср.эл = 250 А и k2 = 0,66, I доп > k 3I з = 190 > 0,66 х 250 = 165 А.

Следовательно, требуемое условие выполняется. Расчетные данные примера приведены в табл. 2.

Длительно допустимый ток автоматических выключателей

Помогите подобрать автоматический выключатель по току КЗ для защиты кабеля, по которому питается лебедка лифта с пусковым током 50А. Выбрал автоматический выключатель номиналом 16А с характеристикой С. Как я понимаю, электромагнитный расцепитель начинает срабатывать при 5*Iном = 80А. Хватит ли запаса 30А ? И тот же вопрос для двигателя с пусковым током 70А.

Я бы в обоих вариантах ставил D16.
Сам ток КЗ в конце линии у Вас посчитан? Если он от 400 А и выше, спокойно ставьте D16.

Еще есть вариант с K — от 10 до 14 Iном.

Кстати, как выбрать автомат по номиналу? Я всегда считал, что номинальный ток автомата должен быть в 1,45 раза меньше допустимого длительного тока для кабеля. Для 5х4 это 27/1,45 = 18,6А. Т.е. берем автомат на 16А.

Необоснованное использование автоматического выключателя с характеристикой «D» ведет к увеличению сечения кабеля. И еще это жилой дом и я никак не могу узнать характеристики ТП, чтобы посчитать ток КЗ.

В ПУЭ есть такой пункт

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.

Я лишь хотел сказать, что для срабатывания э/м расцепителя автомата с хар-кой «D» гипотетически может потребоваться большее сечение, чем для автомата с хар-кой «С». Или другими словами, для «С» можно использовать кабель меньшего сечения. Да, хар-ка «К» — хорошая альтернатива. Спасибо.

А данных у меня самого не достаточно. Какая ТП может стоять на дом в 9 этажей и 11 парадных?

Что-нибудь можете помоветовать по выбору автомата по номиналу — я выше спрашивал?

И ещё — какое допустимое падение напряжения при пуске электродвигателя?

Для лифта лучше посмотреть информацию на него. Т.к. для двигателя как правило предусмотрена тепловая защита, а в лифтовом шкафу может еще и автомат на двигатель стоять, или вводной автомат, и по хорошему надо бы соблюсти селективность (хотя по току КЗ эта селективность сомнительная, но хотябы по тепловому расцепителю). И еще есть условия выбора автоматов по номинальному току двигателя Iдв Iраб) и пусковому току (5*Iном > Iпуск)
Проверим предложенный кабель 5*4 по меди.
Потери в номинальном режиме не более 1%, при пуске не более 5%.

Вывод. Для первого двигателя решение вполне достаточное. Для второго двигателя с пусковым током 70А (при остальных таких же исходниках) этот вариант тоже может подойти. но С16А на грани срабатывания ЭМР, а также несколько бОльший просад напряжения при пуске.
Не думаю, что это сильно критично скажется на пуске двигателя.
ИМХО

Расскажите нам, товарищ ПИПЕЦ, как Вы выбираете?
Из всей физики мы только ток находили, не пугайтесь, пожалуйста

savelij®
А допустимый длительный ток для кабеля никак не учитываем?
То, что автомат С16 в данном случае подойдет, я не сомневаюсь. Мне интересна методика выбора в целом. Вон товарищи предлагали для данного случая автоматы на 20А и 25А. Но никто не обосновал свой выбор. А почему не 32А? По табл. 1.3.6. ПУЭ для 4 мм.кв. допускается по воздуху 35А.

Cколько вешать в грамах? Что значит — он должен проходить по длительному току? Длительный ток должен быть не меньше номинала автомата или другое соотношение? По какой таблице брать длительный ток по 1.3.4 в трубах или 1.3.6. в воздухе?

По потерям все понятно, я даже и не спрашивал о них
ΔU <5% в номинальном режиме,
ΔU<10% при пуске.

По КЗ тоже все ясно. Автомат должен срабатывать при КЗ в конце линии. Отключающая способность автомата должна быть выше тока КЗ в начале линии.

Вы сегодня в ударе

Партизан сдался) Вот тут проговорился.
Меня интересует лишь одна зависимость — зависимость длительного тока и номинала автомата. При чем тут длина? Пусть будет 50 м.

Может я проморгал. но кроме как «кабель в трубе», информации не заметил. А посему, выбрал бы худшее, то есть 1.3.4

Длительный ток не должен превышать номинал автомата. Это единственное условие при такой постановке вопроса.

Действительно, в ПВХ трубе. Я тоже пользовался табл 1.3.4, но мне сказали, что надо смотреть в 1.3.6

Вы оговорились или я неправильно выразился. Прошу прощения. Я спрашивал о зависимости номинала автомата и допустимого длительного тока для кабеля. Как я понял, Вы считаете, что номинал автомата лишь не должен превышать допустимый длительный ток для кабеля.

Но ранее приведенный пример опровергает верность этого условия.

Трансформаторные подстанции высочайшего качества

с нами приходит энергия

develop@websor.ru

Выбор максимальной токовой защиты линий

Плавкие предохранители в электросетях до 1000 В

Различают плавкие предохранители с большой тепловой инерцией, т. е. способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки током, и безынерционные, обладающие малой тепловой инерцией и, следовательно, весьма ограниченной способностью к перегрузкам.

К первым относятся все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком, ко вторым — трубчатые предохранители с медным токопроводящим мостиком.
Номинальный ток плавкой вставки I в для предохранителей с большой тепловой инерцией определяется только по величине длительного расчетного тока линии I дл из соотношения

Номинальный ток плавкой вставки для безынерционных предохранителей должен удовлетворять двум условиям, одно из которых выражается соотношением (4-5), а другое -одной из приведенных ниже формул (4-6), (4-7) или (4-8).
При защите ответвления к одиночному электродвигателю с нечастыми пусками и длительностью пускового периода не более 2-2,5 сек. (электродвигатели металлообрабатывающих станков, вентиляторов, насосов и т. п.)

при защите ответвления к одиночному электродвигателю с частыми пусками (электродвигатели кранов) или большой длительностью пускового периода (двигатели центрифуг, дробилок и т. п.)

при защите магистрали, питающей силовую или смешанную нагрузку,

В последних трех формулах:
I п — пусковой ток электродвигателя, а;
I кр — максимальный кратковременный ток линии:

где I ‘п — пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых двигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшей величины, а;
I ‘дл — длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы двигателей), определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей), а.

Для электродвигателей ответственных механизмов с целью особо надежной отстройки предохранителей от толчков тока допускается при выборе предохранителя пользоваться формулой (4-7), принимая знаменатель равным 1,6 независимо от условий пуска электродвигателя, если кратность тока к. з. удовлетворяет условиям, указанным в столбце 3, табл. 7-8.
Номинальный ток плавкой вставки для защиты ответвления к сварочному аппарату выбирается из соотношения
где I н.св — номинальный ток сварочного аппарата при номинальной продолжительности включения, а; ПВ — номинальная продолжительность включения аппарата, выраженная в долях единицы.
Номинальный ток плавкой вставки для защиты ответвления к сварочному аппарату можно принимать равным длительно допустимому току на прокладываемый для питания сварочного аппарата провод.
Технические данные плавких предохранителей приведены в таблицах.
Избирательность защиты плавкими предохранителями магистральной линии с ответвлениями достигается последовательным увеличением величин плавких вставок на отдельных участках линии по мере приближения к пункту питания.
В табл. 4-37 приведены соотношения плавких вставок предохранителей ПН2 на большие и меньшие величины номинального тока для сетей особо ответственного назначения в зависимости от отношения тока короткого замыкания I к к номинальному току плавкой вставки с меньшей величиной I в.м , показывающие, какую величину номинального тока плавкой вставки I в.б следует выбрать, чтобы в любых неблагоприятных условиях обеспечить необходимую избирательность.
Так как приведенные значения выведены для обеспечения избирательности при наименее благоприятных условиях, в обычной практике достаточная надежность получается, если исходить из средних отступлений от типовых характеристик. Необходимые для этих случаев соотношения приведены в табл. 4-38.

Длительно допустимый ток автоматических выключателей

Название: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ — Чернышов А.Н.

Жанр: Технологии

Просмотров: 396

1 расчет уставок и выбор автоматических воздушных выключателей для сетей с напряжением до 1000 в

1.1 Общие сведения

Автоматические воздушные выключатели (автоматы) служат для автоматического отключения электрической цепи при перегрузках, КЗ, чрезмерном понижении напряжения питания, изменении направления мощности и т.п., а также для редких включений и отключений вручную номинальных токов нагрузки.

В соответствии с [1] электрические сети должны иметь защиту от токов КЗ с наименьшим временем отключения и обеспечением, по возможности, требований селективности.

Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными незащищенными проводниками с горячей оболочкой, должны быть защищены от перегрузки. Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений, выполненные защищенными проводниками, проводниками, проложенными в трубах, в несгораемых строительных конструкциях и т.п., в следующих случаях:

а) осветительные сети в жилых и общественных зданиях, а также в ‘ пожароопасных производственных помещениях;

б) силовые сети, в которых по условиям технологического процесса или режима работы сети

может возникать длительная перегрузка проводов и кабелей;

в) сети всех видов во взрывоопасных помещениях.

Номинальные токи уставок автоматов, служащие для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков сети или по номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках, которые относятся к эксплуатационным (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.).

1.2 Выбор автоматов в станциях управления станками

Для защиты обмоток электродвигателей станков от токов короткого замыкания в станциях управления (рис. 1.1, А2, А3) могут быть предусмотрены автоматические выключатели серий АК63, АЕ2000, А3700.

Выбор автоматов производится с учетом:

а) назначения автомата;

б) способа и места установки;

ШРА-73 А2

D2

Станция управления станком

в) номинального тока (Iном.а) и номинального напряжения (Uном.а) автомата;

г) числа полюсов;

д) типа расцепителя;

з) быстродействия автомата.

Условие выбора автомата по напряжению должно соответствовать соотношению:

Uном.а ≥ Uном.с, (1.1)

где Uном.с – номинальное напряжение сети.

Условия выбора автомата по току записываются так:

Iном.а ≥ Iном.д;

где Iном.р – номинальный ток расцепителя, А; Iном.а – номинальный ток автомата, А; Iмгн – ток мгновенного срабатывания (отсечка), А; Iном.д – номинальный ток электродвигателя, А; Iпуск – пусковой ток электродвигателя, А. Значения коэффициента K принимается на основании [2] и приведены в табл. 1.1 и 1.2.

1.1 УСЛОВИЯ ВЫБОРА УСТАВОК АВТОМАТОВ С УЧЕТОМ ОТСТРОЙКИ ОТ ПУСКОВЫХ СВЕРХТОКОВ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

токи уставок комбинированного расцепителя, А