Z čoho je vyrobená poistka? Ktoré ochranné zariadenia sú lepšie: poistky alebo ističe? Výber poistkovej vložky

Pri prevádzke domácej a priemyselnej elektrickej siete vždy existuje riziko úrazu elektrickým prúdom alebo poškodenia zariadenia. Môžu sa vyskytnúť kedykoľvek, keď sa objavia kritické podmienky. Ochranné zariadenia môžu znížiť takéto následky. Ich použitie výrazne zvyšuje bezpečnosť používania elektrickej energie.

Ochrany elektrických obvodov fungujú na základe:

poistka;

mechanický istič.

Princíp činnosti a konštrukcia poistky

Dvaja brilantní vedci, Joule a Lenz, súčasne stanovili zákony vzájomných vzťahov medzi množstvom prúdu prechádzajúceho vodičom a uvoľňovaním tepla z neho, pričom odhalili závislosť od odporu obvodu a trvania časového úseku.

Ich zistenia umožnili vytvoriť najjednoduchšie ochranné konštrukcie založené na tepelnom účinku prúdu na kovový drôt. Používa tenkú kovovú vložku, cez ktorú prechádza plný prúd obvodu.

Pri menovitých parametroch na prenos elektriny tento „drôt“ spoľahlivo odoláva tepelnému zaťaženiu a ak jeho hodnoty prekročia normu, vyhorí, preruší obvod a uvoľní napätie od spotrebiteľov. Na obnovenie funkčnosti obvodu je potrebné vymeniť vyhorený prvok: poistkovú vložku.

Je to jasne viditeľné na dizajnoch poistiek pre domáce televízne a rozhlasové zariadenia so sklenenými, priehľadnými vložkami.

Na jeho koncoch sú namontované špeciálne kovové podložky, ktoré pri inštalácii do zásuviek vytvárajú elektrický kontakt. Tento princíp je stelesnený v elektrických zástrčkách s tavnými článkami, ktoré po mnoho desaťročí chránili našich rodičov a staršie generácie pred poškodením elektrického vedenia.

V rovnakej forme boli vyvinuté automatické konštrukcie, ktoré boli zaskrutkované do zásuviek namiesto zástrčiek. Po spustení ich však nebolo potrebné vymeniť komponentov. Ak chcete obnoviť napájanie, jednoducho stlačte tlačidlo vo vnútri puzdra.

Staré elektrické prípojky do bytu boli takto chránené. Potom sa spolu s poistkami začali objavovať.

Výber poistky je založený na:

hodnoty menovitého prúdu samotnej poistky a jej vložky;

koeficienty minimálnej/maximálnej násobnosti skúšobného prúdu;

limitný vypínateľný elektrický prúd a možnosť prerušenia dopravovaného výkonu;

ochranné vlastnosti poistkovej vložky;

menovité napätie poistky;

dodržiavanie zásad selektívnosti.

Poistky majú jednoduchý dizajn. Sú široko používané v elektrických inštaláciách vrátane vysokonapäťové zariadenia do 10 kV napríklad pri ochrane prístrojových transformátorov napätia.

Princíp činnosti a konštrukcia ističa

Účelom mechanického spínacieho zariadenia nazývaného istič je:

zapnutie, prechod, vypnutie prúdov v normálnom režime obvodu;

automatické odstránenie napätia z elektrickej inštalácie počas núdzových podmienok, napríklad pri skratových prúdoch kovov. Ističe pracujú v režimoch ochrany proti skratu a preťaženiu s opakovaným použitím. Možnosť opakovaného použitia sa považuje za ich hlavný rozdiel od poistky.

Počas sovietskej éry boli v energetickom sektore široko používané automatické ističe série AP-50, AK-50, AK-63 a AO-15.

V modernom elektrické schémy Používajú sa vylepšené návrhy zahraničných a domácich výrobcov.

Všetky sú uzavreté v dielektrických krytoch a majú spoločné výkonné orgány, ktoré zabezpečujú:

1. tepelné vypínanie obvodu pri miernom prekročení prípustnej hodnoty prúdu;

2. elektromagnetické vypnutie pri náhlych nárazoch zaťaženia;

3. komory na potlačenie oblúka;

4. kontaktné systémy.

V prípade ohrevu energiou vytvoreného tepla funguje bimetalová doska, ktorá sa vplyvom teploty ohýba, až kým sa neaktivuje uvoľňovací mechanizmus. Táto funkcia závisí od množstva uvoľneného tepla a časom sa predlžuje až do určitého bodu.

Vypnutie funguje čo najrýchlejšie od činnosti elektromagnetického solenoidu s výskytom elektrického oblúka. Na jeho uhasenie sa používajú špeciálne opatrenia.

Zosilnené kontakty sú navrhnuté tak, aby vydržali opakované prerušenia.

Prevádzkové rozdiely medzi ističmi a poistkami

Ochranné vlastnosti oboch metód sú overené časom a každá metóda vyžaduje analýzu konkrétnych prevádzkových podmienok pri posudzovaní nákladov na konštrukciu s prihliadnutím na trvanie a spoľahlivosť prevádzky.

Istič jednoduchší dizajn, deaktivujte okruh raz, lacnejšie. Manuálne môžu uvoľniť napätie, ale zvyčajne to nie je príliš pohodlné. Navyše pri mierne vyšších prúdoch odpájajú záťaž na dlhú dobu. Tento faktor môže spôsobiť zvýšené nebezpečenstvo požiaru.

Akákoľvek poistka chráni iba jednu fázu siete.

Istič zložitejšie, drahšie, funkčnejšie. Sú však presnejšie prispôsobené nastaveniam chráneného elektrického obvodu, zvoleného podľa prevádzkového konštrukčného prúdu, berúc do úvahy spínané výkony.

Plášte moderných strojov vyrobené z termosetov majú zvýšenú odolnosť voči tepelným účinkom. Netopia sa a sú odolné voči ohňu. Pre porovnanie, polystyrénové puzdro starých spínačov vydržalo teploty nie vyššie ako 70 stupňov.

Konštrukcia umožňuje vybrať modely pre súčasné otvorenie jedného až štyroch elektrických obvodov. Ak sa v trojfázovom obvode použijú poistky, odstránia napätie z obvodu s rôznym časovým oneskorením, čo sa môže stať ďalším dôvodom vzniku nehody.

Poistky fungujú na prúde bez ohľadu na jeho vlastnosti. Ističe sa vyberajú pre zaťaženie a klasifikujú sa písmenami:

A - elektrické siete zväčšenej dĺžky;

B - osvetlenie chodieb a priestorov;

C - napájacie a osvetľovacie systémy s miernymi štartovacími prúdmi;

D – prevládajúce zaťaženie zo zapínania elektromotorov s vysokými štartovacími parametrami;

K - indukčné pece a elektrické sušičky;

Akýkoľvek elektrický obvod pozostáva z jednotlivých prvkov. Každý z nich sa vyznačuje určitými aktuálnymi hodnotami, pri ktorých je tento prvok funkčný. Zvýšenie prúdu nad tieto hodnoty môže spôsobiť poškodenie prvku. K tomu dochádza v dôsledku neprijateľne vysokej teploty alebo v dôsledku pomerne rýchlej zmeny štruktúry tohto prvku vplyvom prúdu. V takýchto situáciách pomáhajú poistky rôznych prevedení zabrániť poškodeniu prvkov elektrického obvodu.

Ich klasifikácia je založená na spôsobe lámania elektrický obvod tieto poistky, a preto môžeme uviesť tie, ktoré sú najpoužívanejšie, ako nasledujúce typy poistiek:

taviteľné,
elektromechanické,
elektronický,
samoliečba.

Spôsob prerušenia elektrického obvodu pokrýva celý súbor procesov, ktoré sa vyskytujú v poistke pri jej spustení.

Poistky prerušia elektrický obvod v dôsledku roztavenia poistkovej vložky.
Elektromechanické poistky obsahujú kontakty, ktoré sú vypínané deformovateľným bimetalovým prvkom.
Elektronické poistky obsahujú elektronický kľúč, ktorý je ovládaný špeciálnym elektronickým obvodom.
Samoresetovacie poistky sú vyrobené zo špeciálnych materiálov. Ich vlastnosti sa menia, keď prúdi prúd, ale obnovujú sa po poklese alebo zániku prúdu v elektrickom obvode. V súlade s tým sa odpor najprv zvyšuje a potom opäť klesá.

Taviteľné

Najlacnejšie a najspoľahlivejšie sú poistky. Spojka poistky, ktorý sa po zvýšení prúdu nad nastavenú hodnotu roztopí alebo dokonca vyparí, zaručene vytvorí prerušenie elektrického obvodu. Účinnosť tohto spôsobu ochrany je daná najmä rýchlosťou zničenia poistkovej vložky. Na tento účel je vyrobený zo špeciálnych kovov a zliatin. Ide najmä o kovy ako zinok, meď, železo a olovo. Keďže poistková vložka je v podstate vodič, správa sa ako vodič, čo je charakterizované nižšie uvedenými grafmi.

Preto pre správna prevádzka poistka, teplo generované v poistkovej vložke pri menovitom zaťažovacom prúde by nemalo viesť k jej prehriatiu a zničeniu. Rozptyľuje sa do okolia cez prvky telesa poistky, zahrievajúc vložku, ale bez deštruktívnych následkov pre ňu.

Ale ak sa prúd zvýši, tepelná bilancia sa naruší a teplota vložky sa začne zvyšovať.

V tomto prípade dôjde k lavínovému zvýšeniu teploty v dôsledku zvýšenia aktívneho odporu poistkovej vložky. V závislosti od rýchlosti nárastu teploty sa vložka buď roztaví alebo odparí. Odparovanie je uľahčené galvanickým oblúkom, ktorý sa môže vyskytnúť v poistke pri významných hodnotách napätia a prúdu. Oblúk dočasne nahradí zničenú poistkovú vložku a udržiava prúd v elektrickom obvode. Preto jeho existencia určuje aj časové charakteristiky odpájania poistkovej vložky.

Časovo-prúdová charakteristika je hlavným parametrom poistkovej vložky, ktorou sa volí pre konkrétny elektrický obvod.

V núdzovom režime je dôležité čo najrýchlejšie prerušiť elektrický obvod. Na tento účel sa pre poistkové vložky používajú špeciálne metódy, ako napríklad:

lokálne zníženie jeho priemeru;
„metalurgický efekt“.

V princípe ide o podobné metódy, ktoré umožňujú tak či onak spôsobiť lokálne, rýchlejšie zahrievanie vložky. Variabilný prierez s menším priemerom sa ohrieva rýchlejšie ako s väčším prierezom. Aby sa ešte viac urýchlila deštrukcia poistkovej vložky, je vyrobená zložené zo sady rovnakých vodičov. Akonáhle jeden z týchto vodičov vyhorí, celkový prierez sa zmenší a ďalší vodič zhorí, a tak ďalej, až kým sa celý zväzok vodičov úplne nezničí.

Pri tenkých vložkách sa využíva metalurgický efekt. Je založená na získaní lokálnej taveniny s vyšším odporom a rozpustení základného materiálu nízkoodporovej vložky v nej. V dôsledku toho sa zvyšuje lokálny odpor a vložka sa rýchlejšie roztaví. Tavenina sa získava z kvapiek cínu alebo olova, ktoré sa nanášajú na medené jadro. Takéto metódy sa používajú pre poistky s nízkym výkonom pre prúdy až do niekoľkých jednotiek ampérov. Používajú sa najmä na rôzne domáce elektrospotrebiče a zariadenia.

Tvar, rozmery a materiál puzdra sa môžu líšiť v závislosti od modelu poistky. Sklenené puzdro je praktické, pretože umožňuje vidieť stav tavnej vložky. Ale keramické puzdro je lacnejšie a pevnejšie. Pod určité úlohy ostatné dizajny boli prispôsobené. Niektoré z nich sú zobrazené na obrázku nižšie.

Bežné elektrické zástrčky sú založené na rúrkových keramických krytoch. Samotná zástrčka je telo, ktoré je špeciálne vyrobené tak, aby pasovalo do kazety pre pohodlné používanie poistky. Niektoré prevedenia zástrčiek a keramických poistiek sú vybavené mechanickým indikátorom stavu poistkovej vložky. Keď vyhorí, spustí sa zariadenie typu semafor.

Keď sa prúd zvýši nad 5 - 10 A, je potrebné uhasiť napäťový oblúk vo vnútri telesa poistky. Na tento účel je vnútorný priestor okolo tavnej vložky vyplnený kremičitým pieskom. Oblúk rýchlo ohrieva piesok, kým sa neuvoľnia plyny, ktoré bránia ďalšiemu rozvoju elektrického oblúka.

Napriek určitým nepríjemnostiam spôsobeným potrebou dodávky poistiek na výmenu, ako aj pomalým a nedostatočne presným chodom niektorých elektrických obvodov je tento typ poistiek najspoľahlivejší zo všetkých. Čím vyššia je rýchlosť nárastu prúdu cez ňu, tým väčšia je spoľahlivosť prevádzky.

Elektromechanické

Poistky elektromechanického dizajnu sa zásadne líšia od poistiek. Majú mechanické kontakty a mechanické prvky na ich ovládanie. Keďže spoľahlivosť akéhokoľvek zariadenia klesá, keď sa stáva zložitejším, u týchto poistiek, aspoň teoreticky, existuje možnosť takej poruchy, pri ktorej sa nastavený vypínací prúd nevypne. Opakovaná prevádzka je významnou výhodou týchto zariadení oproti poistkám. Nevýhody možno identifikovať ako:

vzhľad oblúka pri vypnutí a postupné zničenie kontaktov v dôsledku jeho vplyvu. Je možné, že kontakty môžu byť navzájom zvarené.
Mechanický kontaktný pohon, ktorého úplná automatizácia je nákladná. Z tohto dôvodu je potrebné opätovné zapnutie vykonať manuálne;
nedostatočne rýchla odozva, ktorá nedokáže zaistiť bezpečnosť niektorých „skazených“ odberateľov elektriny.

Elektromechanická poistka sa často označuje ako „istič“ a je pripojená k elektrickému obvodu buď základňou, alebo svorkami vodičov zbavených izolácie.

Elektronické

V týchto zariadeniach je mechanika úplne nahradená elektronikou. Majú len jednu nevýhodu s niekoľkými prejavmi:

fyzikálne vlastnosti polovodičov.

Táto nevýhoda sa prejavuje:

pri nezvratnom vnútornom poškodení elektronického kľúča abnormálnymi fyzikálnymi vplyvmi (nadpätie, prúd, teplota, žiarenie);
nesprávna činnosť alebo porucha riadiaceho obvodu elektronický kľúč od abnormálnych fyzikálnych vplyvov (nadmerná teplota, žiarenie, elektromagnetické žiarenie).

Samoliečenie

Tyč je vyrobená zo špeciálneho polymérového materiálu a vybavená elektródami na pripojenie k elektrickému obvodu. Toto je konštrukcia tohto typu poistky. Odolnosť materiálu v danom teplotnom rozsahu je malá, ale od určitej teploty sa prudko zvyšuje. Ochladzovaním sa odpor opäť znižuje. nedostatky:

závislosť odporu od teploty okolia;
dlhé zotavenie po spustení;
porucha prepätím a porucha z tohto dôvodu.

Výber správnej poistky poskytuje značné úspory nákladov. Drahé zariadenie, včas vypnuté poistkou v prípade nehody v elektrickom obvode, zostáva funkčné.

Moderné elektrické siete a zariadenia sú veľmi zložité a vyžadujú spoľahlivú ochranu pred možným preťažením a skratom. Hlavnú ochrannú úlohu v takýchto prípadoch zohrávajú rôzne bezpečnostné zariadenia. Spomedzi rôznych týchto zariadení sú najbežnejšie poistky, ktoré majú vysoký stupeň spoľahlivosti, jednoduchú obsluhu a relatívne nízke náklady.

Napriek širokému používaniu automatických ochranných zariadení zostávajú poistkové vložky relevantné pri ochrane elektronických zariadení, automobilových elektrických sietí, priemyselných elektrických inštalácií a systémov napájania. Pre ich spoľahlivú prevádzku, malé rozmery, stabilný výkon a rýchlu výmenu sa stále používajú v rozvodniach mnohých obytných budov.

Na čo slúžia poistky?

Ak sú pripojené dva vodiče pripojené k zdroju prúdu, dôjde k známemu skratovému efektu. Dôvodom môže byť poškodená izolácia, nesprávne pripojenie spotrebičov atď. Pri relatívne nízkom odpore drôtov nimi v tomto momente pretečie veľmi vysoký prúd. V dôsledku prehriatia drôtov sa izolácia vznieti, čo môže viesť k požiaru.

Vyhnúť sa negatívne dôsledky dosť možno začlenením poistiek, známych aj ako zástrčky. Ak prúd prekročí povolenú hodnotu, drôt vo vnútri poistky sa veľmi zahreje a rýchlo sa roztopí, čím sa v tomto bode preruší elektrický obvod.

Konštrukcia poistiek môže byť rúrková alebo zástrčková. Rúrkové prvky sa vyrábajú v uzavretom vláknitom obale s vlastnosťami vytvárania plynu. Ak teplota stúpne, vo vnútri trubice sa vytvorí vysoký tlak, ktorý spôsobí prerušenie okruhu. Zástrčkové poistky majú štandardný dizajn, vybavené drôtom, ktorý sa taví pod vplyvom vysokého elektrického prúdu.

Existuje ďalší typ takzvaných samoliečivých poistiek, vyrobených z polymérnych materiálov, ktoré menia svoju štruktúru pri rôznych teplotách. Výrazné zahrievanie vedie k prudkej zmene odporu smerom k zvýšeniu, v dôsledku čoho sa obvod preruší. Ďalšie chladenie spôsobí pokles odporu, takže okruh sa opäť uzavrie. Tieto poistky sa používajú hlavne v zložitých digitálnych zariadeniach. V konvenčných energetických sieťach sa nepoužívajú kvôli ich vysokej cene.

Niekedy sa niektorí remeselníci pokúšajú vymeniť vypálenú poistku a namiesto toho používajú takzvané ploštice, čo sú kus hrubého drôtu alebo tenké drôty skrútené do spoločného zväzku. Je prísne zakázané používať takéto domáce zariadenia, pretože prúd počas skratu bude neprijateľne vysoký. Extrémne zahrievanie elektroinštalácie spôsobí poškodenie, vznietenie a požiar.

Poistkové zariadenie

Kompozícia obsahuje puzdro alebo kazetu s elektrickými izolačnými vlastnosťami a samotnú poistkovú vložku. Jeho konce sú pripojené na svorky, ktoré spájajú poistku v sérii s elektrickým obvodom spolu s chráneným zariadením alebo elektrickým vedením. Materiál poistkovej vložky je zvolený tak, aby sa mohla roztaviť skôr, ako indikátor teploty vodičov dosiahne nebezpečnú úroveň alebo dôjde k poruche spotrebiča v dôsledku preťaženia.

Na základe ich konštrukčných prvkov môžu byť poistky kazetové, tanierové, zástrčkové a rúrkové. Vypočítaná prúdová sila, ktorú môže poistková vložka vydržať, je uvedená na telese zariadenia.

Nízkonapäťové poistky majú pomerne jednoduchý dizajn. Pod vplyvom vysokého prúdu je poistková vložka alebo vodivý prvok vystavený intenzívnemu zahrievaniu, po ktorom sa po dosiahnutí určitej teploty roztopí v médiu na zhášanie oblúka a odparí sa, čím sa preruší chránený obvod. Takto funguje poistka v elektrickom obvode.

Aby sa horúce plyny a tekutý kov nedostali do prostredia, používa sa keramický izolátor, známy aj ako telo zariadenia, ktorý je odolný voči vysokým teplotám a výraznému vnútornému tlaku. Ochranné kryty umiestnené na okrajoch poistky sú vybavené špeciálnymi lištami pre jednotné rukoväte, ktoré uchopia poistkové vložky pri výmene nepoužiteľných prvkov. Pomocou ochranných krytov a keramického puzdra je vytvorený plášť odolný proti výbuchu, ktorý obmedzuje spínanie elektrického oblúka.

Piesok vypĺňajúci vnútorný priestor obmedzuje prúd. Materiál je vybraný s určitými veľkosťami kryštálov, po ktorých je správne zhutnený. Poistky sa spravidla plnia kremenným kryštalickým pieskom, ktorý má vysokú chemickú a mineralogickú čistotu. Spojenie poistkovej vložky s držiakom základne sa vykonáva mechanicky pomocou kontaktných nožov. Sú vyrobené z medi alebo zliatin medi potiahnutých cínom alebo striebrom.

Charakteristiky poistky

Hlavnou charakteristikou je priama závislosť času tavenia od sily prúdu. Preto čas, počas ktorého dôjde k vypadnutiu poistkovej vložky, zodpovedá určitému prúdu. Tento parameter známejšie ako charakteristika časového prúdu.

Okrem ukazovateľa času existujú aj ďalšie charakteristiky, ktoré sa používajú na určenie typov poistiek. Medzi nimi v prvom rade treba poznamenať. Toto je najprípustnejší zaťažovací prúd za podmienok dlhodobého zahrievania telesa poistky. Pri výbere zariadenia na základe tohto indikátora je potrebné vziať do úvahy zaťaženie elektrického obvodu, ako aj prevádzkové podmienky poistky.

V niektorých prípadoch môže byť menovitý prúd vyšší ako prúd v samotnom elektrickom obvode. Napríklad v štartéroch elektromotorov, aby sa predišlo vypáleniu poistky pri štartovaní. Malo by sa vziať do úvahy, že menovitý prúd poistky musí zodpovedať menovitému prúdu vymieňaného prvku.

Menovitý prúd vymieňaného prvku zase predstavuje maximálny prípustný zaťažovací prúd po dlhú dobu, keď je tento prvok inštalovaný v držiaku alebo kontaktoch. Okrem toho existujú menovité prúdy základne a držiaka poistky, ktoré je potrebné vziať do úvahy pri výbere ochranného zariadenia. Okrem toho sa používa indikátor, ako je menovité napätie. Tento parameter predstavuje medzipólové napätie, ktoré sa zhoduje s menovitým medzifázovým napätím chránených elektrických sietí.

Aby poistky poskytovali spoľahlivú ochranu, musí byť hodnota tejto hodnoty väčšia alebo rovná napätiu chráneného objektu. Napríklad poistka s menovitým napätím 400 voltov môže byť použitá na ochranu 220 voltových obvodov, ale nie naopak. Táto hodnota teda charakterizuje schopnosť poistky rýchlo prerušiť elektrický obvod a uhasiť oblúk.

Preto pri výbere poistky ako ochranného zariadenia je nevyhnutné brať do úvahy parametre, ktoré umožňujú zabezpečiť spoľahlivú ochranu objektu.

Typy poistiek

Pre všetky zariadenia tohto typu existuje všeobecná klasifikácia podľa ich základných vlastností.

Poistkové vložky sa môžu uzavrieť rôznymi spôsobmi, a preto sú vonkajšie efekty, ktoré sa vyskytujú pri vypnutí prúdu, tiež odlišné. Takéto poistky sú rozdelené do nasledujúcich typov:

Otvorená poistková vložka, v ktorej nie sú žiadne zariadenia na obmedzenie objemu oblúka, emisie roztavených kovových častíc a plameňa.
Polouzavretá kazeta s plášťom otvoreným na jednej alebo oboch stranách. Vytvára určité nebezpečenstvo pre ľudí v okolí.
Uzavretá kazeta. Je to najspoľahlivejšie, pretože nemá všetky vyššie uvedené nevýhody. Takmer všetky moderné poistky sa vyrábajú s uzavretou kazetou.

Je možné vykonať zhášanie oblúka rôzne cesty. V závislosti od toho sú poistky k dispozícii s náplňou alebo bez nej. V prvom prípade sa používajú práškové, vláknité alebo granulované zložky a v druhom vďaka pohybu plynov resp. vysoký tlak v kazete. Samotné návrhy kaziet sú rozdelené na skladacie a neskladacie. Prvá možnosť zahŕňa výmenu roztavenej vložky a v druhom prípade bude potrebné vymeniť celý prvok. V niektorých prípadoch môžu byť nerozoberateľné kazety znovu nabité v špeciálnych dielňach.

Poistky môžu alebo nemusia byť vymenené, keď sú pod napätím. V prvom prípade je možné výmenu vykonať priamo ručne, bez dotyku živých častí. V druhom prípade musí byť zariadenie odpojené od napätia.

Označenie poistiek

Každá poistka v schéme je označená špecifickým symbolom. Štandardné označenie pozostáva z dvoch písmen. Prvé písmená určujú ochranný interval: a - čiastočná (len ochrana proti skratu) ag - úplná (zabezpečená je ochrana proti skratu a preťaženiu).

Druhé písmeno označuje typy chránených zariadení:

G - chráni akékoľvek zariadenie.
F - chránené sú iba nízkoprúdové obvody.
Tr - ochrana transformátora.
M - elektromotory a odpojovacie zariadenia.

Viac detailné informácie Informácie o označovaní poistiek nájdete v referenčných knihách určených pre elektrotechnikov.

Jednorazový komponent chráni zdroj energie pred nadmerným zaťažením a je najslabším článkom elektrického obvodu. Poistky sú súčasťou takmer všetkých elektrických systémov. Toto zariadenie pozostáva z kusu drôtu, ktorého prierez je navrhnutý tak, aby prenášal určité množstvo prúdu. Keď dôjde k nadmernému zaťaženiu obvodu, poistkový prvok sa roztaví a preruší obvod.

Hlavné vlastnosti poistky sú: menovité napätie, menovitý prúd, maximálny povolený prúd.

Niektorí ľudia veria, že kvalita poistky závisí od hrúbky drôtu v nej. Ale nie je to tak. Nekvalifikovaný výpočet hrúbky poistkovej vložky môže ľahko spôsobiť požiar, pretože okrem samotnej poistky sa zahrievajú aj vodiče, ktoré tvoria obvod. Ak nainštalujete poistku s príliš tenkým drôtom, nezabezpečí normálnu prevádzku a rýchlo preruší obvod.

Princíp fungovania

Poistky sú zahrnuté v medzere elektrického obvodu tak, že cez ne prechádza celkový zaťažovací prúd tohto obvodu. Kým nie je prekročená horná hranica prúdu, drôtený prvok je teplý alebo studený. Keď sa však v obvode objaví významné zaťaženie alebo dôjde ku skratu, prúd sa výrazne zvýši, roztaví prvok poistkového drôtu, čo vedie k automatickému prerušeniu obvodu.

Poistky fungujú v 2 rôznych režimoch:

Normálny režim , keď sa zariadenie zahrieva v ustálenom procese, pri ktorom sa úplne zahreje na Prevádzková teplota a uvoľňuje teplo von. Každá poistka označuje najvyššiu hodnotu prúdu, pri ktorej sa drôtený prvok roztaví. Telo vložky môže obsahovať tavné prvky navrhnuté pre rôzne sily prúdu.
Režim preťaženia a skratu . Zariadenie je navrhnuté tak, že pri zvýšení prúdu na hornú prípustnú hranicu sa tavný prvok veľmi rýchlo spáli. Na dosiahnutie tejto vlastnosti je poistkový prvok na niektorých miestach vyrobený s menším prierezom. Vytvárajú viac tepla ako iné miesta. Počas skratu sa všetky úzke časti tavného prvku roztavia a otvoria obvod. V tomto okamihu sa okolo bodu topenia vytvorí elektrický oblúk, ktorý zhasne v puzdre poistky.

Označovanie

Označenie poistiek je znázornené dvoma písmenami. Pozrime sa bližšie na značenie poistiek.

Prvé písmeno určuje interval ochrany:

a— čiastočný interval (ochrana proti skratu (skratu)).
g— plný interval (ochrana proti skratu a preťaženiu).

Druhé písmeno určuje typ chráneného zariadenia:

G— univerzálny typ na ochranu rôznych zariadení.
L— ochrana vodičov a rozvádzačov.
B— ochrana banských zariadení.
F— ochrana nízkoprúdových obvodov.
M— ochrana odpájacích zariadení a elektromotorov.
R— ochrana polovodičových zariadení.
S- rýchla odozva pri skrate a stredná odozva pri preťažení.
Tr— ochrana transformátorov.

typy a zariadenia

Nízkoprúdové vložky

Tieto poistky sa používajú na ochranu elektrických zariadení s malým príkonom s odberom prúdu do 6 A.

Prvé číslo je vonkajší priemer, druhé číslo je dĺžka poistky.

3 x 15.
4 x 15.
5 x 20.
6 x 32.
7 x 15.
10 x 30.

Vidlicové poistky

Používajú sa v automobiloch a chránia ich obvody pred preťažením. Zástrčkové vložky sa vyrábajú pre napätie do 32 V. Vzhľad ich konštrukcie sú posunuté na stranu, pretože kontakty sú na jednej strane a tavná časť na druhej strane.

Miniatúrne vložky.
Pravidelné.

Korkové vložky

Používajú sa v obytných budovách a pracujú pri prúdoch do 63 A.

DIAZED.
NEOZED.

Takéto poistky sa používajú na osvetlenie, ochranné zariadenia domáce spotrebiče, merače, elektromotory s nízkym výkonom. Od rúrkových vložiek sa líšia spôsobom upevnenia.

Rúrkové vložky

Takéto vložky sa vyrábajú v uzavretej forme s puzdrami vyrobenými z materiálu - vlákna, ktoré tvorí plyn, ktorý vytvára vysoký tlak, preruší reťaz.

Vrchnáky.
Prstene.
Vláknina.
Vložka je tavná.

Nožové poistky

Prevádzkový prúd dosahuje 1,25 kA. Štandardné veľkosti typov nožov:

000 - až 100 A.
00 – až 160 A.
0 – až 250 A.
1 – do 355 A.
2 – do 500 A.
3 – do 800 A.
4 – až 1250 A.

Kremeň

Tento typ vložky obmedzuje prúd, neprodukuje plyny a používa sa na vnútornú inštaláciu. Kremenné poistky sú určené pre napätie do 36 kilovoltov.

1 – Zásobník (keramika, sklo).
2 – Tavná vložka.
3 – Uzávery (kovové).
4 - Výplň.
5 – Index.

Náplň je uzavretá uzávermi, ktoré zaisťujú tesnosť. Plnivo má určité požiadavky:

Trvanlivosť (elektrická).
Vysoká tepelná vodivosť.
Nemali by vytvárať plyny.
Nemalo by absorbovať vlhkosť.
Častice plniva musia mať presne požadovanú veľkosť, aby sa zabránilo spekaniu alebo neschopnosti uhasiť oblúk.

Kremenný piesok spĺňa tieto požiadavky. Tavný prvok je vyrobený z medi potiahnutej striebrom. Vďaka svojej značnej dĺžke je tavný prvok navinutý vo forme špirály.

Výroba plynu

Tento typ zahŕňa skladacie PR poistky, odpaľovacie vložky pre externá inštalácia PSN, výfukové PVT pre transformátory.

Vložka PR sa používa na vnútornú inštaláciu do zariadení do 1000 voltov. Skladá sa to z:

Náboj je vyrobený z vlákna s mosadznými krúžkami po okrajoch. Na konce sú naskrutkované mosadzné uzávery.
Vrchnáky.
Poistkový prvok vo forme zinkovej platne.
Kontakty.

Keď vložka horí pod vplyvom elektrického oblúka, vzniká značné množstvo plynu. Jeho tlak sa zvyšuje, oblúk zhasne v prúde plynu. Vložka je vyrobená v tvare V, pretože pri spaľovaní úzkeho hrdla vzniká menšie množstvo kovových pár, ktoré bránia zhasnutiu oblúka.

Tepelné poistky

Tento typ vložky je jednorazové zariadenie. Slúži na ochranu drahých prvkov zariadenia pred prehriatím nad nastavený teplotný limit. Vo vnútri puzdra sú umiestnené materiály citlivé na teplotu, čo zabezpečuje inštaláciu vložiek do obvodov s vysokým prúdom.

Princíp činnosti je nasledujúci. V normálnom režime má vložka odpor rovný nule. Keď sa kryt z chráneného zariadenia zahreje na prevádzkovú teplotu, poškodí sa prepojka citlivá na teplo, čím sa preruší napájací obvod zariadenia. Po vypnutí je potrebné vymeniť tepelnú poistku a odstrániť príčinu poruchy.

Takéto poistky sa stali populárnymi v domácnostiach elektrické zariadenia: hriankovače, kávovary, žehličky, ako aj v klimatizačných zariadeniach.

Všeobecné vlastnosti

Poistky sa líšia svojimi vypínacími vlastnosťami od menovitého prúdu. Poistky majú inertnú odozvu, preto ich profesionáli často používajú na selektívnu ochranu spolu s elektrickými ističmi.

Pravidlá upravujú ochranu vzdušného vedenia tak, aby vložka fungovala do 15 s. Dôležitou hodnotou je čas zničenia vodiča pri práci s prúdom presahujúcim nastavenú hodnotu. Na skrátenie tohto času majú niektoré konštrukcie poistiek predpätú pružinu. Oddeľuje okraje zničeného vodiča, aby sa zabránilo vzniku elektrického oblúka.

Kryty poistiek sú vyrobené z odolnej keramiky. Pre nízke prúdy sa používajú vložky so sklenenými puzdrami. Telo vložky zohráva úlohu hlavnej časti. Je k nemu pripojený tavný prvok, indikátor prevádzky, kontakty a tabuľka s údajmi. Puzdro tiež funguje ako komora na zhášanie oblúka.

Nevýhody poistiek

Možno použiť raz.
Významnou nevýhodou poistkových vložiek je ich dizajn, ktorý umožňuje bezohľadným odborníkom vykonávať posunovanie (používať „chyby“). Môže to spôsobiť vznietenie vedenia.
V obvodoch 3-fázových elektromotorov, keď jedna poistka vypadne, jedna fáza zmizne, čo najčastejšie vedie k poruchám motora. V tomto prípade je vhodné použiť relé fázového riadenia.
Je možné nelegálne nainštalovať poistku pri vyššom prúde.
Fázová nerovnováha sa môže vyskytnúť v 3-fázových sieťach pri významných prúdoch.

Výhody poistiek

V asymetrických 3-fázových obvodoch v núdzových prípadoch na 1. fáze, elektriny zmizne iba v tejto fáze, ostatné fázy budú naďalej napájať spotrebiteľov. Pri vysokých prúdoch by táto situácia nemala byť povolená, pretože to povedie k fázovej nerovnováhe.
Kvôli nízkej rýchlosti pôsobenia je možné použiť poistky na selektivitu.
Selektivita samotných vložiek v sériovom obvode je oveľa jednoduchšia na výpočet v porovnaní s automatickými poistkami, pretože menovité prúdy poistiek zapojených do série sa musia navzájom líšiť 1,6 krát.
Konštrukcia poistky je oveľa jednoduchšia ako u ističa elektrického obvodu, takže poškodenie mechanizmu je vylúčené. To poskytuje úplnú záruku, že okruh bude počas nehody odpojený.
Po výmene poistky za tavný prvok sa v obvode obnoví ochrana s vlastnosťami, ktoré uspokoja výrobcu zariadenia, na rozdiel od použitia stroja, ktorého kontakty sa môžu spáliť, čím sa menia ochranné charakteristiky.

Poistky sú spínacie elektrické výrobky používané na ochranu elektrickej siete pred nadprúdmi a skratovými prúdmi. Princíp činnosti poistiek je založený na zničení špeciálne navrhnutých častí vedúcich prúd (poistkových vložiek) vo vnútri samotného zariadenia, keď nimi preteká prúd, ktorého hodnota presahuje určitú hodnotu.

Poistkové vložky sú hlavným prvkom každej poistky. Po vyhorení (odpojení prúdu) ich treba vymeniť. Vo vnútri poistkovej vložky je tavný prvok (to je ten, ktorý vyhorí), ako aj zariadenie na zhášanie oblúka. Poistková vložka je najčastejšie vyrobená z porcelánového alebo vláknitého tela a je pripevnená k špeciálnym vodivým častiam poistky. Ak je poistka navrhnutá pre nízke prúdy, potom jej poistková vložka nemusí mať puzdro, t. j. bezrámová.

Medzi hlavné charakteristiky poistiek patria: menovitý prúd, menovité napätie, vypínacia schopnosť.

Poistkové prvky tiež zahŕňajú:

Držiak poistky je odnímateľný prvok, ktorého hlavným účelom je držať poistku;

Poistkové kontakty sú časťou poistky, ktorá zabezpečuje elektrickú komunikáciu medzi vodičmi a poistkovými kontaktmi;

Odpaľovač poistky je špeciálny prvok, ktorého úlohou pri vypnutí poistky je ovplyvňovať ostatné zariadenia a kontakty samotnej poistky.

Všetky poistky sú rozdelené do niekoľkých desiatok typov:

Podľa konštrukcie poistkových vložiek sú poistky demontovateľné alebo nevyberateľné. Pri skladacích poistkách môžete poistkovú vložku po vyhorení vymeniť, pri nevyberateľných poistkách to nie je možné;

Prítomnosť plniva. Existujú poistky s výplňou a bez nej;

Návrhy na výrobu poistkových vložiek. Existujú poistky s kontaktmi čepele, skrutky a príruby;

Poistky pre telo poistkovej vložky sa delia na rúrkové a hranolové. Pri prvom type poistiek má poistková vložka valcový tvar, pri druhom type má tvar pravouhlého rovnobežnostena;

Typ poistkových vložiek v závislosti od rozsahu vypínacích prúdov. Existujú poistky s vypínacou schopnosťou v celom rozsahu vypínacích prúdov - g a s vypínacou schopnosťou v časti rozsahu vypínacích prúdov - a;

Rýchlosť. Existujú pomaly pôsobiace poistky (používané vo väčšine prípadov v transformátoroch, kábloch, elektrických strojoch) a vysokorýchlostné poistky (používané v polovodičových zariadeniach);

Konštrukcie pätice poistiek môžu byť s kalibrovanou základňou (do takýchto poistiek nebude možné inštalovať poistkovú vložku určenú na prácu s menovitým prúdom väčším ako je samotná poistka) a s nekalibrovanou základňou (do takýchto poistiek je možné inštalovať poistková vložka, ktorej menovitý prúd je väčší ako menovitý prúd samotnej poistky);

Napäťové poistky sú rozdelené na nízkonapäťové a vysokonapäťové;

Počet pólov. Existujú jedno-, dvoj-, trojpólové poistky;

Prítomnosť a neprítomnosť voľných kontaktov. Existujú poistky s voľnými kontaktmi a bez nich;

V závislosti od prítomnosti úderníka a indikátora existujú poistky - bez úderníka a bez indikátora, s indikátorom bez úderníka, s úderníkom bez indikátora, s indikátorom a úderníkom;

Spôsobom upevnenia vodičov sa poistky delia na poistky s predným pripojením, zadným pripojením, univerzálne (zadné aj predné);

Spôsob inštalácie. Existujú poistky na vlastnej základni a bez nej.

Historicky sa mechanické prevedenie poistkových skríň a ich celkové a pripojovacie rozmery v jednotlivých krajinách líšili. Existujú štyri hlavné národné normy pre montážne veľkosti poistiek: severoamerická, nemecká, britská a francúzska. Existuje aj množstvo poistiek, ktoré sú v jednotlivých krajinách rovnaké a nie sú národnými normami. Najčastejšie sa takéto prípady odvolávajú na normy výrobcu, ktorý vyvinul konkrétny typ zariadenia, ktoré sa ukázalo ako úspešné a presadilo sa na trhu. V posledných desaťročiach, v rámci globalizácie ekonomiky, sa výrobcovia postupne pripájajú k medzinárodnému systému noriem krytov poistiek, aby zjednodušili podmienky zameniteľnosti zariadení. Pri výbere by ste sa mali pokúsiť použiť poistky medzinárodných noriem: IEC 60127, IEC 60269, IEC 60282, IEC 60470, IEC60549, IEC 60644.

Treba poznamenať, že podľa typu poistkových vložiek, v závislosti od rozsahu vypínacích prúdov a prevádzkovej rýchlosti, sa poistky delia do tried použitia. V tomto prípade prvé písmeno označuje funkčnú triedu a druhé označuje objekt, ktorý má byť chránený:

1. písmeno:

a - ochrana s vypínacou schopnosťou v časti rozsahu (sprievodné poistky): poistkové vložky schopné aspoň dlhodobo prechádzať prúdy nepresahujúce pre ne určený menovitý prúd a vypínacie prúdy určitého násobku vzhľadom na menovitý prúd až do menovitá vypínacia schopnosť;

g - ochrana s vypínacou schopnosťou v celom rozsahu (poistky na všeobecné použitie): poistkové vložky schopné prinajmenšom nepretržite prechádzať prúdy nepresahujúce pre ne určený menovitý prúd a vypínacie prúdy od minimálneho taviaceho prúdu po menovitú vypínaciu schopnosť.

2. písmeno:

G - ochrana káblov a drôtov;

M - ochrana spínacích zariadení/motorov;

R - ochrana polovodičov/tyristorov;

L - ochrana káblov a vodičov (v súlade so starou, už neplatnou normou DIN VDE);

Tr - ochrana transformátora.

Celkový pohľad na časovo-prúdové charakteristiky poistiek hlavných kategórií použitia je znázornený na obrázku 2.1.

Poistkové prepojenia s nasledujúcimi triedami použitia poskytujú:

gG (DIN VDE/IEC) - ochrana káblov a vodičov v celom rozsahu;

aM (DIN VDE/IEC) - ochrana spínacích zariadení v časti rozsahu;

aR (DIN VDE/IEC) - ochrana polovodičov v časti rozsahu;

gR (DIN VDE/IEC) - ochrana polovodičov v celom rozsahu;

gS (DIN VDE/IEC) - ochrana polovodičov, ako aj káblov a vedení v celom rozsahu.

Poistky s vypínacou schopnosťou v celom rozsahu (gG, gR, gS) spoľahlivo vypínajú skratové prúdy aj preťaženia.

Ryža. 2.1.

Poistky s čiastočnou vypínacou schopnosťou (aM, aR) slúžia výlučne na ochranu proti skratu.

Na ochranu inštalácií pre napätie do 1000 V sa používajú elektrické, rúrkové a otvorené (doskové) poistky.

Elektrická poistka pozostáva z porcelánového tela a zástrčky s poistkovou vložkou. Napájacie vedenie je pripojené ku kontaktu poistky, výstupné vedenie k závitu skrutky. V prípade skratu alebo preťaženia sa poistková vložka prepáli a prúd v obvode sa zastaví. Používajú sa tieto typy elektrických poistiek: Ts-14 pre prúd do 10 A a napätie 250 V s pravouhlou základňou; Ts-27 pre prúd do 20 A a napätie 500 V s pravouhlou alebo štvorcovou základňou a Ts-33 pre prúd do 60 A a napätie 500 V s pravouhlou alebo štvorcovou základňou.

Napríklad, elektrické poistky závitové, séria PRS, určená na ochranu pred preťažením a skratom elektrických zariadení a sietí. Menovité napätie predtým

držiaky - 380 V striedavý prúd frekvencia 50 alebo 60 Hz. Štrukturálne sa poistky PRS (obr. 2.2) skladajú z tela, PVD poistkovej vložky, hlavy, základne, krytu a centrálneho kontaktu.

Poistky PRS sa vyrábajú pre menovité prúdy poistkových vložiek od 6 do 100 A. Označenie poistky udáva o aké zapojenie sa jedná: PRS-6-P - 6 A poistka, predné pripojenie vodiča; PRS-6-Z - poistka 6A, zadný vodič.

Valcové poistky PTSU-6 a PTSU-20 so závitovou základňou Ts-27 a poistkovými vložkami pre prúdy 1, 2, 4, 6, 10, 15, 20 ampérov sú vyrábané v plastovom puzdre. PD poistky majú porcelánový základ, zatiaľ čo PDS poistky majú základný materiál steatit. V domácich podmienkach sa používajú automatické zástrčkové poistky, kde sa chránený obvod obnoví tlačidlom.

Trubicové poistky sa vyrábajú v typoch: PR-2, NPN a PN-2. Poistka PR-2 (demontovateľná poistka) je určená na inštaláciu v sieťach s napätím do 500 V a pre prúdy 15, 60, 100, 200, 400, 600 a 1000 A.

V držiaku poistky PR-2 (obr. 2.3) je poistková vložka 5, pripevnená skrutkami 6 ku kontaktným lopatkám 1, umiestnená vo vláknovej trubici 4, na ktorej sú namontované závitové puzdrá 3. Na ne sú naskrutkované mosadzné uzávery 2, ktoré zaisťujú kontaktné nože, ktoré zapadajú do pevných pružinových kontaktov inštalovaných na izolačnej doske.

Ryža. 2.2.

Ryža. 2.3.

Vplyvom elektrického oblúka, ktorý vzniká pri vyhorení poistky, sa vnútorný povrch vláknitej trubice rozkladá a vytvárajú sa plyny, ktoré pomáhajú rýchlo uhasiť oblúk.

Medzi uzavreté poistky s jemnozrnnou náplňou patria poistky typu NPN, NPR, PN2, PN-R a KP. Poistky typu NPN (plnená, nevyberateľná poistka) majú sklenenú trubicu. Zvyšok má porcelánové fajky. Poistky typu NPN sú valcového tvaru, typu PN sú pravouhlé.

Poistková súprava NPN pozostáva z: poistkovej vložky - 1 kus; kontaktné základne - 2 ks.

Poistky NPN sa vyrábajú pre napätie do 500 V a prúdy od 15 do 60 A, poistky PN2 (hromadná poistka, sklopná) - pre napätie do 500 V a prúdy od 10 do 600 A. Objemové poistky majú poistkové vložky vyrobené z niekoľkých paralelných medené alebo postriebrené drôty sú umiestnené v uzavretej porcelánovej kartuši naplnenej kremenným pieskom. Kremenný piesok podporuje intenzívne chladenie a deionizáciu plynov vznikajúcich pri spaľovaní oblúkom. Keďže rúrky sú uzavreté, nedochádza k vystrekovaniu roztaveného kovu z poistkových vložiek a ionizovaných plynov von. Tým sa znižuje nebezpečenstvo požiaru a zvyšuje sa bezpečnosť servisu poistiek. Poistky s výplňou, podobne ako poistky typu PR, obmedzujú prúd.

Poistky s otvorenými platňami pozostávajú z medených alebo mosadzných platničiek - hrotov, do ktorých sú priletované kalibrované medené drôty. Hroty sú spojené s kontaktmi na izolátoroch pomocou skrutiek.

Poistky typu NPR sú uzavretá, skladacia (porcelánová) kazeta naplnená kremičitým pieskom pre menovité prúdy do 400 A.

Poistky PD (PDS) - 1, 2, 3, 4, 5 - s výplňou pre inštaláciu priamo na prípojnice pre prúdy od 10 do 600 A.

Na ochranu výkonových ventilov polovodičových meničov stredného a vysokého výkonu pri vonkajších a vnútorných skratoch sa široko používajú vysokorýchlostné poistky, ktoré sú najlacnejším prostriedkom ochrany. Pozostávajú z kontaktných čepelí a strieborného tavného článku umiestneného v uzavretej porcelánovej objímke.

Poistková vložka takýchto poistiek má úzke kalibrované isthmusy, ktoré sú vybavené žiaričmi vyrobenými z keramického materiálu, ktorý dobre vedie teplo, cez ktoré sa teplo prenáša do tela poistky. Tieto žiariče slúžia aj ako zhášacie komory s úzkou štrbinou, čo výrazne zlepšuje zhášanie oblúka, ktorý vzniká v oblasti isthmu. Paralelne s poistkovou vložkou je inštalovaná signálna kazeta, ktorej blikač signalizuje roztavenie poistkovej vložky a pôsobením na mikrospínač uzatvára signálne kontakty.

Priemysel po dlhú dobu vyrábal dva typy vysokorýchlostných poistiek určených na ochranu meničov s výkonovými polovodičovými ventilmi pred skratovými prúdmi:

1) poistky typu PNB-5 (obr. 2.4, a) pre prevádzku v obvodoch s menovitým napätím do 660 V DC a AC pre menovité prúdy 40, 63, 100, 160, 250, 315, 400, 500 a 630 A;

2) Poistky typu PBV pre prevádzku v obvodoch striedavého prúdu s frekvenciou 50 Hz s menovitým napätím 380 V pre menovité prúdy od 63 do 630 A.

Ryža. 2.4.

V súčasnosti priemysel vyrába poistky typu PNB-7 (obr. 2.4, b) pre menovitý prúd 1000 A a pre menovité napätie elektrického obvodu 690 V AC. Tavné prvky poistky PNB-7 sú vyrobené z čistého striebra (rýchlosť a odolnosť). Kontakty (vývody) poistky sú vyrobené z elektrotechnickej medi s galvanickým povlakom (vysoká vodivosť a životnosť).

Puzdro poistky je vyrobené z vysoko pevného ultraporcelánu. Konštrukcia poistky umožňuje použitie prídavné zariadenia- indikátor prevádzky, voľný kontakt.

Štruktúra symbol poistky PNB7-400/100-X1-X2:

PNB-7 - označenie série;

400 - menovité napätie, V;

100 - menovitý prúd;

X1 - symbol typu inštalácie a typu pripojenia vodičov na svorky: 2 - na vlastnej izolačnej základni s kontaktmi základne; 5 - na základniach kompletných zariadení so základňovými kontaktmi; 8 - bez základne, bez kontaktov (poistkový článok);

X2 - symbol prítomnosti indikátora prevádzky: 0 - bez alarmu; 1 - s úderníkom a voľným kontaktom; 2 - s indikátorom prevádzky; 3 - s úderníkom.

Priemyselné poistky radu PP sú určené na ochranu elektrických zariadení priemyselných inštalácií a elektrických obvodov pred preťažením a skratom.

Poistky tejto série sa vyrábajú v týchto hlavných typoch: PP17, PP32, PP57, PP60S. Poistky sa vyrábajú s indikátorom vypnutia, s indikátorom vypnutia a voľným kontaktom alebo bez signalizácie. V závislosti od typu sú poistky určené pre napätie do 690 V a menovité prúdy od 20 A do 1000 A. Konštrukčné vlastnosti umožňujú inštaláciu voľných kontaktov, normálne otvorených alebo uzavretých, ako aj spôsob inštalácie - na vlastnej základni, na báze kompletných zariadení, na vodičoch kompletných zariadení .

Štruktúra označenia pre poistky typu PP17 a PP32 - Х1Х2 - Х3 - Х4 - ХХХХ:

1) X1X2 - označenie veľkosti (menovitý prúd, A): 31 -100A; 35 - 250 A; 37 - 400 A; 39 - 630 A.

2) X3 - symbol typu inštalácie a typu pripojenia: 2 - na vlastnej základni, 5 - na základni kompletných zariadení, 7 - na vodičoch kompletných zariadení (skrutkové spojenie), 8 - bez podstavca (poistka vložka), 9 - bez podstavca ( Poistková vložka je veľkostne zjednotená s poistkami PN2-100 a PN2-250).

3) X4 - symbol prítomnosti indikátora prevádzky, úderník, voľný kontakt: 0 - bez signalizácie, 1 - s úderníkom a voľným kontaktom, 2 - s indikátorom prevádzky, 3 - s úderníkom.

4) ХХХХ - klimatická verzia: UHL, T a kategória umiestnenia 2, 3.

V súčasnosti sú polovodičové meniče vybavené poistkami radu PP57 (obr. 2.5, a) a PP60S (obr. 2.5, b).

Ryža. 2.5.

Prvé sú určené na ochranu jednotiek meniča pri vnútorných skratoch AC a priamy prúd pri napätiach 220 - 2000 V pre prúdy 100, 250, 400, 630 a 800 A. Druhý - pre vnútorné skraty striedavého prúdu pri napätiach 690 V pre prúdy 400, 630, 800 a 1000 A.

Štruktúra označenia pre poistky typu PP57 - ABCD - EF:

Písmená PP - poistka;

Dvojmiestne číslo 57 je podmienené sériové číslo;

A - dvojmiestne číslo - symbol menovitého prúdu poistky;

B - číslo - symbol menovitého napätia poistky;

C - číslo - symbol podľa spôsobu inštalácie a typu pripojenia vodičov k poistkovým svorkám (napríklad 7 - na vodičoch meničového zariadenia - priskrutkované uhlovými svorkami);

D - číslo - symbol prítomnosti indikátora prevádzky a kontaktu pomocného obvodu:

0 - bez indikátora prevádzky, bez pomocného kontaktu

1 - s indikátorom prevádzky, s pomocným kontaktom

2 - s indikátorom prevádzky, bez kontaktu pomocného obvodu;

E - písmeno - symbol klimatickej verzie;

Príklad symbolu poistky: PP57-37971-UZ.

Poistky PPN sú určené na ochranu káblových vedení a priemyselných elektrických inštalácií pred preťažením a skratovými prúdmi. Poistky sa používajú v elektrické siete striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz s napätím do 660 V a sú inštalované v kompletných nízkonapäťových zariadeniach, napríklad v rozvodných paneloch ShchO-70, vstupných rozvodných zariadeniach VRU1, rozvodných skriniach ShRS1 atď.

Výhody poistiek PPN:

1) telo poistky a základňa držiaka sú vyrobené z keramiky;

2) kontakty poistky a držiaka sú vyrobené z elektrickej medi;

3) puzdro poistky je naplnené jemným kremičitým pieskom;

4) celkové rozmery poistiek sú ~15% menšie ako poistky PN-2;

5) straty výkonu sú o ~40 % nižšie ako straty poistiek PN-2;

6) prítomnosť prevádzkového indikátora;

7) poistky sa montujú a odstraňujú pomocou univerzálneho sťahováka.

Konštrukčné vlastnosti poistiek série PPN sú znázornené na obr. 2.6.

Poistky radu PPNI (obr. 2.7) pre všeobecné použitie sú určené na ochranu priemyselných elektrických inštalácií a káblových vedení pred preťažením a skratom a sú dostupné pre menovité prúdy od 2 do 630 A.

Používa sa v jednofázových a trojfázových sieťach s napätím do 660 V, frekvencia 50 Hz. Oblasti použitia poistiek PPNI: vstupné distribučné zariadenia (IDU); skrine a distribučné miesta (ShRS, ShR, PR); vybavenie trafostaníc (KSO, ShchO); nízkonapäťové skrine (ShR-NN); riadiace skrine a skrinky.

Ryža. 2.6.

Vďaka použitiu kvalitných moderných materiálov a novej konštrukcii majú poistky PPNI znížené výkonové straty v porovnaní s poistkami PN-2. Údaje uvedené v tabuľke 2.1 ukazujú účinnosť poistiek PPNI v porovnaní s PN-2.

Ryža. 2.7.

Poistka a kontakty držiaka sú vyrobené z elektrickej medi s galvanickým povlakom so zliatinou cínu a bizmutu, čo zabraňuje ich oxidácii počas prevádzky.

Základ držiaka (izolátor) je vyrobený z vystuženého termosetového plastu, odolného voči korózii, mechanickému namáhaniu, teplotným zmenám a dynamickým rázom, ktoré vznikajú pri skratoch do 120 kA.

Kontakty poistkových vložiek majú tvar noža (nabrúsené), čo umožňuje ich inštaláciu do držiakov s menšou námahou.

Všetky rozmery poistkových vložiek PPNI je možné pohodlne inštalovať alebo demontovať pomocou univerzálnej vyberacej rukoväte RS-1, ktorej izolácia odolá napätiu až 1000 V.

Pre rýchle a efektívne uhasenie oblúka je telo poistky naplnené vysoko chemicky čisteným kremenným pieskom.

Tavný prvok je vyrobený z fosforového bronzu (zliatina medi a zinku s prídavkom fosforu) a je bezpečne spojený bodovým zváraním s poistkovými svorkami.

Konštrukcia poistkovej vložky má špeciálny indikátor vyrobený vo forme výsuvnej tyče, ktorá vám umožňuje vizuálne určiť vypnuté poistky.

Poistky PPNI s vypínacou schopnosťou v celom rozsahu „gG“ fungujú spoľahlivo pri skratových prúdoch aj preťaženiach.

Konštrukcia, technické parametre, celkové a montážne rozmery poistkových vložiek a držiakov PPNI zodpovedajú moderným normám IEC a GOST, a preto môžu tieto poistky nahradiť iné domáce a importované poistky.

Výber poistkových vložiek

Poistky sa inštalujú na všetky vetvy, ak je prierez vodiča na vetve menší ako prierez vodiča v hlavnom vedení, na vstupoch a v hlavových častiach siete vo vstupných distribučných zariadeniach, rozvodoch el. skrine a napájacie boxy doplnené vypínačmi alebo na samostatných paneloch. Pre selektivitu pôsobenia je potrebné, aby každá nasledujúca poistka v smere zdroja prúdu mala

menovitý prúd poistkovej vložky je aspoň o jeden stupeň vyšší ako predchádzajúci.

Na výpočet ochrany sietí a zariadení pomocou poistiek sú potrebné tieto údaje:

Menovité napätie poistky;

Maximálny skratový prúd vypnutý poistkou;

Menovitý prúd poistky;

Menovitý prúd poistkovej vložky;

Ochranná charakteristika poistky.

Menovité napätie poistky (Unom, pr) sa nazýva

napätie na ňom uvedené pre nepretržitú prevádzku, na ktoré je určené. Skutočné napätie siete (Uc) by nemalo prekročiť menovité napätie poistky o viac ako 10 %:

Uс ≤ 1,1 Unom, pr (2,1)

Menovitý prúd poistky (Inom, pr) je na nej uvedený prúd, ktorý sa rovná najväčšiemu z menovitých prúdov poistkových vložiek (Imax nom, PV) určených pre túto poistku. Ide o maximálny dlhodobý prúd, ktorý prejde poistkou za podmienky zahrievania jej častí, okrem vložiek.

Inom,pr = Imax nom,PV (2,2)

Maximálny vypínateľný prúd (vypínacia schopnosť) poistky (Imax,pr) je najväčšia hodnota (účinná) periodickej zložky prúdu, ktorá je poistkou vypnutá bez zničenia a nebezpečného vyžarovania plameňa alebo splodín horenia el. oblúk. Táto veľkosť poistky pre každý typ sa môže líšiť v závislosti od napätia, menovitého prúdu poistky, hodnoty cosph v odpojenom obvode a ďalších podmienok.

Menovitý prúd poistkovej vložky (Inom, PV) je na nej uvedený prúd pre trvalú prevádzku, pre ktorú je určená. V praxi ide o maximálny dlhodobý prúd prechádzajúci vložkou (Imax, PB), podľa podmienky prípustného ohrevu samotnej vložky.

Inom,PV = Imax,PV (2,3)

Zvyčajne sú okrem menovitého prúdu vložky uvedené ďalšie dve hodnoty takzvaných testovacích prúdov, pomocou ktorých sú vložky kalibrované. Nižšiu hodnotu skúšobného prúdu musí poistková vložka vydržať určitý čas, zvyčajne 1 hodinu, bez tavenia; pri hornej hodnote skúšobného prúdu by vložka mala vyhorieť maximálne za určitý čas, zvyčajne aj 1 hodinu.

Hlavnými údajmi na určenie doby vyhorenia vložky a následne selektivity poistiek zapojených do série sú ich ochranné charakteristiky.

Ochrannou charakteristikou poistky je závislosť celkovej doby vypnutia (súčet doby tavenia vložky a doby horenia oblúka) od hodnoty vypnutého prúdu.

Ochranné charakteristiky sa zvyčajne uvádzajú vo forme grafu v pravouhlých súradniciach. Po zvislej súradnicovej osi je vynesený čas a pozdĺž vodorovnej osi násobok prúdu vypnutého poistkou k menovitému prúdu vložky alebo spínaný prúd.

Selektivita ochrany s poistkami je zabezpečená výberom poistkových vložiek tak, že pri skrate, napríklad na odbočke k elektrickému prijímaču, sa vypne najbližšia poistka chrániaca tento elektrický prijímač, ale poistka chrániaca hlavicu časť siete nevypne.

Výber poistkových vložiek podľa podmienok selektivity by sa mal vykonať s použitím štandardných ochranných charakteristík poistiek, berúc do úvahy možné rozšírenie skutočných charakteristík podľa výrobcu.

Typická časovo-prúdová charakteristika modernej dvojčinnej poistky je znázornená na obrázku 2.8.

Pri menovitom prúde 200 A by mala poistka fungovať neobmedzene. Charakteristika ukazuje, že s klesajúcim prúdom sa rýchlo zvyšuje čas odozvy v oblasti nízkych prúdov a krivka závislosti by mala ideálne asymptoticky smerovať k priamke I = 200 A, pre čas t = + ∞. V oblasti prevádzkových preťažení, teda v prípade, keď je prúd cez poistku v rozsahu (1-5)⋅In, je doba odozvy poistky pomerne dlhá - presahuje niekoľko sekúnd ( pri prúde 1000A je doba odozvy 10 s).

Tento typ závislosti umožňuje chránenému zariadeniu voľne pracovať v celom rozsahu charakteristík prevádzkového preťaženia. S ďalším nárastom prúdu strmosť časovo-prúdovej charakteristiky (obr. 2.8) rýchlo narastá a už pri jedenásťnásobnom preťažení je doba odozvy len 10 ms. Ďalšie zvýšenie prúdu preťaženia skracuje čas odozvy v ešte väčšej miere, aj keď nie tak rýchlo ako v oblasti medzi päť až desaťnásobkom preťaženia. Vysvetľuje sa to konečnou rýchlosťou zhášania oblúka v dôsledku konečnej tepelnej kapacity výplňového materiálu, konečného tepla topenia materiálu taviteľného mostíka a určitej hmotnosti roztaveného a odparujúceho sa kovového mostíka. Pri ďalšom zvýšení prúdu (viac ako 15-20-násobok menovitej hodnoty) môže byť doba odozvy poistkového prvku 0,02-0,5 ms v závislosti od typu a konštrukcie poistky.

Ryža. 2.8.

Pri menovitom prúde 200 A by mala poistka fungovať neobmedzene. Charakteristika ukazuje, že s klesajúcim prúdom sa rýchlo zvyšuje čas odozvy v oblasti nízkych prúdov a krivka závislosti by mala ideálne asymptoticky smerovať k priamke I = 200 A, pre čas t = + ∞. V oblasti prevádzkových preťažení, t.j. v prípade, že prúd cez poistku je v rozsahu (1-5)⋅In, je doba odozvy poistky pomerne dlhá - presahuje niekoľko sekúnd (pri prúd 1000 A, doba odozvy je 10 s).

Siemens vyrába široký sortiment poistiek (kombinácie gG, gM, aM, gR, aR, gTr, gF, gFF), šesť štandardných veľkostí - 000(00С), 00, 1, 2, 3, 4а (označenie podľa IEC) pre menovité prúdy od 2 do 1600 A a napätia (~ 400V, 500V a 690V; - 250V, 440V) s v praxi najčastejšie používanými nožovými (NH) kontaktmi, prevažne vo zvislej montážnej polohe.

Poistky typu NH majú vysokú vypínaciu schopnosť a stabilné vlastnosti. Použitie poistiek typu NH umožňuje selektivitu ochrany pri skrate.

Nožové poistky NH (analóg PPN) sú určené na montáž do držiakov kontaktov PBS, PBD, v PVR série APC a RBK, ako aj do záťažových spínačov typu RAB. Tieto poistky je možné použiť v ochranných zariadeniach určených na použitie domácich vložiek typu PPN.

Poistky typu NH sú oblúkové zhášacie poistky v uzavretom priestore. Tavný článok je vyrazený zo zinku, čo je kov s nízkou teplotou topenia a odolnosťou voči korózii. Tvar poistkovej vložky umožňuje získať priaznivú časovo-prúdovú (ochrannú) charakteristiku. Vložka je umiestnená v utesnenom izolačnom keramickom puzdre. Plnivo - kremenný piesok s obsahom SiO najmenej 98%, so zrnitosťou (0,2-0,4)⋅10 -3 ma vlhkosťou nie vyššou ako 3%.

Pri odpojení vyhoria zúžené úžiny poistkovej vložky, po čom výsledný oblúk zhasne v dôsledku účinku obmedzujúceho prúd, ku ktorému dochádza pri vyhorení zúžených častí poistkovej vložky. Priemerný čas zhasnutia oblúka je 0,004 s.

Časovo-prúdové charakteristiky poistiek typu NH pre triedu použitia gG sú znázornené na obrázku 2.9.

2 10 100 1 000 10 000 100 000

Očakávaný skratový prúd IP, A

Ryža. 2.9.

Poistky typu NH fungujú ticho, prakticky bez emisií plameňa alebo plynov, čo umožňuje ich inštaláciu v tesnej vzdialenosti od seba.

Ešte jeden dôležitá charakteristika poistka ako ochranné zariadenie je takzvaný ochranný indikátor, v cudzích zdrojoch nazývaný I 2 ⋅t. Pre chránený elektrický obvod je ochranným indikátorom množstvo tepla generovaného v obvode od okamihu výskytu pohotovostna situacia kým sa obvod úplne nevypne ochranným zariadením. Hodnota ochranného indikátora konkrétne zariadenie, v skutočnosti určuje hranicu jeho odolnosti voči tepelnému zničeniu v núdzových režimoch. Pri výpočte hodnoty ochranného indexu sa používa efektívna hodnota prúdu v obvode.

Napríklad efektívnu hodnotu prúdu pretekajúceho cez poistku možno pre bežne používané obvody striedavého usmerňovača vypočítať z (vyhladeného) jednosmerného prúdu Id alebo z fázového prúdu IL, ktorých hodnoty sú uvedené v tabuľke 2.2.

Pri skrate sa prúd poistky (obr. 2.10) zvýši počas doby tavenia tS na skratový prúd IC (špička tavného prúdu).

Efektívna hodnota prúdu pretekajúceho poistkou

Obvod AC usmerňovača	Efektívna hodnota fázového prúdu (fázová poistka)	Efektívna hodnota prúdu vetvy (poistka vo vetve)
Jednopulzový so stredným bodom
Dvojimpulzný so stredným bodom
Trojimpulz so stredným bodom
Šesť impulzov so stredným bodom
Dvojitá trojfázová polovičná vlna
so stredom (paralelný)
Dvojimpulzový mostíkový obvod
Šesťpulzný mostíkový obvod
Jednofázový obojsmerný obvod

Počas doby zhášania oblúka tL sa vytvorí elektrický oblúk a zhasne skratový prúd (obr. 2.10).

Integrál kvadratickej hodnoty prúdu (∫l 2 dt) počas celého prevádzkového času (tS + tL), stručne nazývaný celkový Jouleov integrál, určuje teplo, ktoré sa dodáva do polovodičového prvku, ktorý má byť chránený počas procesu otvárania. .

Na dosiahnutie dostatočného ochranného účinku musí byť celkový Jouleov integrál poistkovej vložky menší ako hodnota I 2 ⋅t (integrál konečného zaťaženia) polovodičového prvku. Keďže celkový Jouleov integrál bezpečnostnej vložky s rastúcou teplotou, a teda so zvyšujúcim sa predpätím, klesá prakticky rovnako ako hodnota I 2 ⋅t polovodičového prvku, stačí porovnať hodnoty I 2 ⋅t v nezaťaženom (studenom) stave.

Ryža. 2.10.

Celkový Jouleov integrál (I 2 ⋅tA) je súčtom tavného integrálu (I 2 ⋅tS) a oblúkového integrálu (I 2 ⋅tL). Vo všeobecnosti hodnota celkového integrálu Joule polovodičové zariadenie musí byť väčšia alebo rovná hodnote indikátora ochrany poistky:

((∫I 2 t) (polovodič, t = 25 °C, tP = 10 ms) ≥ ((∫I 2 ⋅tA) (poistková vložka).

Tavný integrál I 2 ⋅tS je možné vypočítať pre ľubovoľné časové hodnoty na základe párov hodnôt časovo-prúdovej charakteristiky poistkovej vložky.

S klesajúcim časom tavenia má tavný integrál tendenciu k dolnej medznej hodnote, pri ktorej sa počas procesu tavenia prakticky neodvádza teplo z mostíkov tavného vodiča do okolitého priestoru. Integrály tavenia uvedené v údajoch pre výber a objednávku a v charakteristikách zodpovedajú času tavenia tS = 1 ms.

Zatiaľ čo tavný integrál I 2 ⋅tS je vlastnosťou poistkovej vložky, oblúkový integrál I 2 ⋅tL závisí od charakteristík elektrického obvodu, a to:

Z obnovovacieho napätia UW;

Z účinníka cosф skratovaného obvodu;

Z predpokladaného prúdu IP// (prúd v mieste inštalácie poistkovej vložky, ak dôjde k jej skratu).

Maximálny integrál oblúka sa dosiahne pre každý typ poistky pri prúde od 10⋅IP do 30⋅IP.

Pri ochrane sietí poistkami typu PN, NPN a NPR s danými ochrannými charakteristikami sa selektivita ochranného pôsobenia vykoná, ak medzi menovitým prúdom poistkovej vložky chrániacej hlavovú časť siete (Inom G, PV) a menovitý prúd poistkovej vložky na odbočke k spotrebiteľovi (Inom O , PV) určité pomery sú zachované.

Napríklad pri malých prúdoch preťaženia poistkových vložiek (asi 180-250 %) sa selektivita zachová, ak Inom G, PV > Inom O, PV aspoň o jeden stupeň štandardnej stupnice menovitých prúdov vložiek.

V prípade skratu bude zabezpečená selektivita ochrany s poistkami typu NPN, ak budú dodržané nasledujúce pomery:

I(3)SC / Inom O, PV ≤ …50; 100; 200;

Inom G, PV / Inom O, PV…2,0; 2,5; 3.3,

kde I(3)SC je trojfázový skratový prúd vetvy, A.

Vzťahy medzi menovitými prúdmi poistkových vložiek Inom G, PV a Inom O, PV pre poistky typu PN2, zabezpečujúce spoľahlivú selektivitu, sú uvedené v tabuľke 2.3.

Ak nie sú známe ochranné vlastnosti poistkových vložiek, odporúča sa metóda kontroly selektivity vo vzťahu k prierezom vložiek, prispôsobená materiálu vložky a vyhotoveniu poistky. V tomto prípade sa určujú prierezy tavných vložiek sériovo zapojených poistiek (SK a SH); vypočíta sa pomer SP/SK a porovná sa s hodnotou SP/SK = a, čím sa zabezpečí selektivita.

SK - prierez poistkovej vložky inštalovanej bližšie ku skratu; SP - prierez poistkovej vložky inštalovanej bližšie k zdroju energie.

Hodnota a je určená z tabuľky 2.4, ak je vypočítaná hodnota Sn/SK ≥ a, potom je selektivita zabezpečená.

Hlavná podmienka určujúca výber poistiek na ochranu asynchrónne motory s rotorom nakrátko, je odladenie od štartovacieho prúdu.

Menovitý prúd menšej poistkovej vložky Inom O, PV A	Menovitý prúd väčšej poistkovej vložky Inom G, PV, A, s pomerom I(3)SC / Inom O, PV
Menovitý prúd menšej poistkovej vložky Inom O, PV A		100 alebo viac

Poznámka. 1(3) Skrat - skratový prúd na začiatku chráneného úseku siete.

Rozladenie poistkových vložiek od štartovacích prúdov sa vykonáva podľa času: štart elektromotora musí byť úplne dokončený skôr, ako sa vložka pod vplyvom štartovacieho prúdu roztaví.

Prevádzkové skúsenosti stanovili pravidlo: pre spoľahlivú prevádzku vložiek by rozbehový prúd nemal prekročiť polovicu prúdu, ktorý môže vložku roztaviť pri štartovaní.

Všetky elektromotory sú rozdelené do dvoch skupín podľa času spustenia a frekvencie. Za motory s ľahkým štartovaním sa považujú motory ventilátorov, čerpadiel, kovoobrábacích strojov a pod., ktorých štart končí za 3-5 s, tieto motory sa spúšťajú zriedka, menej ako 15-krát za 1 hodinu.

Medzi motory s ťažkým štartovaním patria motory žeriavov, odstrediviek, guľových mlynov, ktorých štart trvá viac ako 10 s, ale aj motory, ktoré sa štartujú veľmi často - viac ako 15-krát za 1 hodinu.Do tejto kategórie patria aj motory s jednoduchším štartovaním podmienok, ale najmä zodpovedných, pre ktorých je falošné vyhorenie vložky pri spúšťaní úplne neprijateľné.

Pomer prierezu vložky Sn/SK zabezpečujúci selektivitu

Kovová poistková vložka	Kovová poistková vložka,
umiestnená poistka	umiestnené bližšie ku skratu.
bližšie k zdroju energie
Poistka s výplňou




Poistka bez plniva

Výber menovitého prúdu poistkovej vložky na odladenie od štartovacieho prúdu sa vykonáva podľa výrazu:

Inom,PV ≥ I start,DV / K, (2.4)

kde Ipus, DV je štartovací prúd motora, určený z pasu, katalógov alebo priameho merania; K je koeficient určený štartovacími podmienkami a rovná sa 2,5 pre motory s ľahkým štartovaním a 1,6-2 pre motory s ťažkým štartovaním.

Keďže sa vložka pri štartovaní motora zahrieva a oxiduje, zmenšuje sa prierez vložky, zhoršuje sa stav kontaktov a pri bežnej prevádzke motora môže falošne vyhorieť. Vložka vybraná v súlade s (2.4) môže tiež vyhorieť, keď

Štartovanie alebo samonaštartovanie motora sa oneskorí v porovnaní s odhadovaným časom.

Preto je vo všetkých prípadoch vhodné zmerať napätie na vstupoch motora v čase rozbehu a určiť čas rozbehu.

Aby sa predišlo vyhoreniu vložiek pri štartovaní, čo môže mať za následok dvojfázový chod motora a poškodenie, odporúča sa vo všetkých prípadoch, kde je to prípustné z dôvodu citlivosti na skratové prúdy, zvoliť vložky, ktoré sú hrubšie ako podľa podmienky (2.1).

Každý motor musí byť chránený vlastným samostatným ochranným zariadením. Spoločné zariadenie môže chrániť niekoľko motorov s nízkym výkonom iba vtedy, ak je zabezpečená tepelná stabilita spúšťacích zariadení a zariadení na ochranu proti preťaženiu inštalovaných v obvode každého motora.

Výber poistiek na ochranu vedení napájajúcich niekoľko asynchrónnych elektromotorov

Ochrana vedení napájajúcich niekoľko motorov musí zabezpečiť spustenie motora s najvyšším rozbehovým prúdom, ako aj samospustenie motorov, ak je to prípustné za bezpečnostných podmienok, technologický postup a tak ďalej.

Pri výpočte ochrany je potrebné presne určiť, ktoré motory sa pri poklese alebo úplnom vymiznutí napätia vypnú, ktoré zostanú zapnuté a ktoré sa pri výskyte napätia opäť zapnú.

Na zníženie prerušenia technologického procesu sa používajú špeciálne obvody na zapnutie prídržného elektromagnetu štartéra, čo zaisťuje okamžité zaradenie motora do siete po obnovení napätia. Preto sa vo všeobecnom prípade menovitý prúd poistkovej vložky, cez ktorú je napájaných niekoľko samoštartovacích motorov, vyberá podľa výrazu:

Inom, PV ≥ ∑Ipus, DV / K, (2,5)

kde ∑Ipus, DV je súčet štartovacích prúdov samoštartovacích elektromotorov.

Výber poistiek na ochranu vedení pri absencii samoštartovacích elektromotorov

V tomto prípade sa poistkové vložky vyberajú podľa nasledujúceho pomeru:

Inom, PV ≥ Imax, TL / K, (2,6)

kde Imax, TL = Ipus, DV + Idolt, TL - maximálny krátkodobý prúd vedenia; Ipus, DV - rozbehový prúd elektromotora alebo skupiny súčasne zapnutých elektromotorov, pri rozbehu ktorého dosiahne krátkodobý prúd vedenia. najvyššia hodnota; Idlit, TL - dlhodobý vypočítaný prúd vedenia do spustenia elektromotora (alebo skupiny elektromotorov) - je to celkový prúd spotrebovaný všetkými prvkami pripojenými cez poistku, určený bez zohľadnenia prevádzkového prúdu spusteného elektrického motor (alebo skupina motorov).

Výber poistiek na ochranu asynchrónnych elektromotorov pred preťažením

Pretože štartovací prúd je 5-7-násobok menovitého prúdu motora, poistková vložka zvolená podľa výrazu (2.4) bude mať menovitý prúd 2-3-násobok menovitého prúdu motora, pričom tento prúd vydrží neobmedzený čas, nemôže chrániť motor pred preťažením. Na ochranu motorov pred preťažením sa zvyčajne používajú tepelné relé zabudované do magnetických štartérov alebo ističov.

Ak sa na ochranu motora pred preťažením a jeho ovládanie použije magnetický štartér, tak pri výbere poistkových vložiek je potrebné brať do úvahy aj podmienku zamedzenia poškodenia stýkačov štartéra.

Faktom je, že pri skratoch v motore sa napätie na prídržnom elektromagnete štartéra znižuje, spadne a preruší skratový prúd svojimi kontaktmi, ktoré sú spravidla zničené. Aby sa predišlo tomuto skratu, musia byť motory pred otvorením kontaktov štartéra vypnuté poistkou.

Táto podmienka je zabezpečená, ak doba vypnutia skratového prúdu poistkou nepresiahne 0,15-0,2 s; preto musí byť skratový prúd 10-15-krát väčší ako menovitý prúd poistkovej vložky chrániacej elektromotor, t.j.

I(3) Skrat / Inom, PV ≥ 10–15. (2.7)

Ochrana sieťovými poistkami do 1000 V pred preťažením

PUE 3.1.10 špecifikuje siete s napätím do 1000 V, ktoré vyžadujú okrem ochrany proti skratu aj ochranu proti preťaženiu. Tie obsahujú:

1. Všetky siete položené otvorene s nechránenými izolovanými vodičmi s horľavým plášťom, vo vnútri akýchkoľvek priestorov.

2. Všetko osvetľovacie siete bez ohľadu na dizajn a spôsob kladenia vodičov alebo káblov v obytných a verejných budovách, v maloobchodných priestoroch, v servisných a spoločenských priestoroch priemyselných podnikov, v požiarne nebezpečných priemyselných priestoroch, všetky siete na napájanie domácich a prenosných elektrických spotrebičov.

3. Všetky energetické siete v priemyselných podnikoch, bytových a verejných priestoroch, ak môže v dôsledku podmienok technologického procesu dôjsť k dlhodobému preťaženiu vodičov a káblov.

4. Všetky siete všetkých typov vo výbušných priestoroch a výbušné vonkajšie inštalácie (mimo budov), bez ohľadu na prevádzkový režim a účel siete.

Menovitý prúd poistkovej vložky musí byť zvolený čo najnižší, za predpokladu spoľahlivého prenosu maximálneho zaťažovacieho prúdu. Takmer pri konštantnom zaťažení bez otrasov sa menovitý prúd vložky 1nom berie PV približne rovnaký ako maximálny trvalý zaťažovací prúd Imax, TN, a to:

Inom, pracovný cyklus ≥ Imax, TN. (2,8)

Na základe menovitého prúdu vložky sa určí prípustný trvalý zaťažovací prúd 1dlit,TN pre vodič (uložený za normálnych podmienok) chránený vybranou vložkou:

kк⋅Inom, PV ≤ kп⋅Idlit, TN, (2.9)

kde kk je koeficient, ktorý zohľadňuje prevedenie vodičov chránených vložkou, rovný 1,25 podľa PUE 3.1.10 pre vodiče s gumovou a podobnou horľavou izoláciou, uložené vo všetkých miestnostiach okrem nevýbušných priemyselných. Pre všetky vodiče uložené v nevýbušných priemyselných priestoroch a káble s papierovou izoláciou v akýchkoľvek priestoroch, kк = 1:

kп = kп1⋅kп2⋅kп3, (2-10)

kde kп je všeobecný korekčný faktor zodpovedajúci prípadu, keď sa skutočné podmienky znášky líšia od normálnych.

Ak má zaťaženie charakter otrasov, napríklad elektrický motor žeriava, a trvanie zaťaženia je kratšie ako 10 minút, potom sa zavedie korekčný faktor kп1. Tento koeficient sa zavádza pre medené vodiče s prierezom najmenej 6 mm2 a hliníkové vodiče s prierezom najmenej 10 mm2. Hodnota kп1 sa berie podľa výrazu

kп1 = 0,875/ √PV,

kde PV je doba zapnutia vyjadrená v relatívnych jednotkách, ktorá sa rovná pomeru času zapnutia prijímača, napríklad elektromotora, k celkovému času cyklu v prerušovanom režime. Koeficient kP1 sa zavádza, ak doba zapnutia nie je dlhšia ako 4 minúty a prestávka medzi zapnutím je najmenej 6 minút. V opačnom prípade sa hodnota záťažového prúdu berie ako pri nepretržitom režime.

Ak sa teplota okolia líši od normálu, zavedie sa korekčný faktor kP2, určený z tabuliek PUE.

Pri položení viac ako jedného kábla do jedného výkopu sa zavádza korekčný faktor kP3, ktorý je tiež určený z tabuliek PUE.

V sekundárnych spínacích obvodoch (prevádzkový prúd, prístrojové vybavenie, meracie transformátory napätia atď.) sa poistkové vložky vyberajú podľa skratových prúdov na základe podmienky:

I(3)SC / Inom, PV ≥ 10 (2,11)

Poistky sú inštalované na rozvodných doskách a napájacích bodoch. Poistková vložka je inštalovaná vertikálne. Po utiahnutí všetkých upevňovacích prvkov skontrolujte kontakt medzi kontaktmi noža alebo uzáveru kazety a čeľusťami stojanov. „Odpruženie“ kontaktných čeľustí stojanov, keď do nich vnikne nôž alebo uzáver kazety, by malo byť viditeľné pre oko. Držiaky poistiek nesmú vypadnúť z kontaktných kolíkov, keď na ne pôsobí sila, ktorá sa rovná pre poistky dimenzované na prúd: 40A - sila 30N; 100A - 40N; 250A - 45N; 400A - 50N; 600A - 60N.

Pri opätovnom zapnutí sa poistky skontrolujú v nasledujúcom rozsahu:

1. Vizuálna kontrola, čistenie, kontrola kontaktov.

2. Kontrola správneho výberu menovitého prúdu poistkovej vložky.

Vo výrobných podmienkach vznikajú dôvody, keď je potrebné pri absencii štandardnej poistkovej vložky ju nahradiť vodičom, ktorého vlastnosti budú rovnocenné s poistkovou vložkou.

Tabuľka 2.5 zobrazuje prierez rôznych materiálov vodičov vhodných na použitie ako poistková vložka.

Výber poistiek na ochranu polovodičových prvkov

Poistky na istenie polovodičových prvkov vložky sa vyberajú podľa menovitého napätia, menovitého prúdu, celkového integrálu Joule I2⋅tA a faktora cyklu zaťaženia s prihliadnutím na ďalšie špecifikované podmienky.

Konštrukčné napätie Uр poistkovej vložky je napätie udané ako efektívna hodnota striedavého napätia pri generovaní objednávacích a konštrukčných údajov, ako aj uvedené na samotnej poistkovej vložke.

Konštrukčné napätie poistkovej vložky je zvolené tak, aby spoľahlivo vypínalo napätie, ktoré iniciuje skrat. Toto napätie by nemalo presiahnuť hodnotu Uр +10%. V tomto prípade je tiež potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že napájacie napätie Upc AC usmerňovača sa môže zvýšiť o 10%. Ak sú v obvode nakrátko dve vetvy obvodu usmerňovača striedavého prúdu umiestnené v sérii, potom ak je skratový prúd dostatočne veľký, možno počítať s rovnomerným rozložením napätia.

Hodnota prierezu vodiča pre poistkovú vložku v závislosti od zaťažovacieho prúdu

Aktuálna hodnota, A	Olovo, mm2	Zliatina, mm2: 75% - olovo, 25% - cín	Železo, mm2

Režim vyrovnávania. Pre striedavé usmerňovače, ktoré pracujú iba v režime usmerňovania, pôsobí napájacie napätie Uпc ako budiace napätie.

Invertný režim. Pri striedavých usmerňovačoch, ktoré tiež pracujú v invertujúcom režime, môže byť porucha spôsobená zablokovaním meniča. V tomto prípade pôsobí súčet z napájacieho napätia ako budiace napätie Uin v obvode nakrátko DC napätie(napríklad elektromotorická sila jednosmerného stroja) a napätie trojfázového prúdu napájacej siete. Pri výbere poistkovej vložky je možné toto množstvo nahradiť striedavým napätím, ktorého efektívna hodnota zodpovedá 1,8-násobku hodnoty trojfázového napätia napájacej siete (Uin = 1,8 Upc). Poistkové vložky musia byť navrhnuté tak, aby spoľahlivo prerušili napätie Uin.

Menovitý prúd, zaťažiteľnosť Ip poistkovej vložky je prúd uvedený v údajoch a charakteristikách pre výber a objednávku a tiež uvedený na poistkovej vložke ako efektívna hodnota striedavého prúdu pre frekvenčný rozsah 45-62 Hz.

Pre prevádzku poistkovej vložky s menovitým prúdom sú normálne prevádzkové podmienky:

Prirodzené chladenie vzduchom pri teplote okolia +45°C;

Prierezy prípojok sa rovnajú kontrolným prierezom pri prevádzke v poistkových spodkoch a odpojovačoch NH;

Vypínací uhol polovičného cyklu je 120°;

Konštantné zaťaženie je maximálne pri menovitom prúde.

Pre prevádzkové podmienky odlišné od tých, ktoré sú uvedené vyššie, je prípustný prevádzkový prúd Ip poistkovej vložky určený nasledujúcim vzorcom:

Ip = ku ⋅ kq ⋅ kl ⋅ ki ⋅ kwl ⋅ Ip, (2.12)

kde Ip je vypočítaný prúd poistkovej vložky;

ku - korekčný faktor pre teplotu okolia;

kq - korekčný faktor prierezu pripojenia;

kl - korekčný faktor pre aktuálny medzný uhol;

ki je korekčný faktor pre intenzívne chladenie vzduchom;

kwl - koeficient zaťažovacieho cyklu.

Faktor cyklu zaťaženia kwl je redukčný faktor, ktorý možno použiť na určenie časovo nemennej zaťažiteľnosti poistkových vložiek pri akomkoľvek zaťažovacom cykle. Bezpečnostné vložky majú vďaka svojej konštrukcii rôzne koeficienty cyklu zaťaženia. Charakteristiky poistkových vložiek udávajú zodpovedajúci faktor cyklu zaťaženia kwl pre > 10 000 zmien záťaže (1 hodina "zapnuté", 1 hodina "vypnuté") počas predpokladanej životnosti poistkových vložiek.

Pri rovnomernom zaťažení (neexistujú žiadne záťažové cykly a odstávky) môžete použiť faktor záťažového cyklu kwl = 1. Pre záťažové cykly a odstávky, ktoré trvajú viac ako 5 minút a vyskytujú sa viac ako raz za týždeň, by ste mali zvoliť záťažový cyklus faktor kwl špecifikovaný v charakteristikách jednotlivých bezpečnostných článkov od výrobcov.

Zostatkový koeficient - krw.

Predpätie bezpečnostnej vložky znižuje prípustné preťaženie a čas tavenia. Pomocou zvyškového koeficientu krw je možné určiť čas, počas ktorého môže poistková vložka s periodickým alebo neperiodickým zaťažovacím cyklom presahujúcim vopred vypočítaný prípustný zaťažovací prúd Ip pracovať s akýmkoľvek preťaženým prúdom Ila bez straty svojej hodnoty. pôvodné vlastnosti v priebehu času.

Zvyškový koeficient kRW závisí od predpätia V= Ieff/Ip - (pomer efektívnej hodnoty prúdu Ieff pretekajúceho cez poistku počas cyklu zaťaženia k prípustnému zaťažovaciemu prúdu Ip), ako aj od frekvencie preťaženia F. Graficky je táto závislosť znázornená dvoma krivkami (obr. 2.11): kRW1 = f (V), pričom F = časté rázové prúdy / prúdy cyklu záťaže > 1/týždeň; kRW2 = f (V), pričom F = vzácne rázové prúdy / prúdy cyklu záťaže

Po definovaní graficky koeficient kRW1 (kRW2), skrátené trvanie prípustného zaťaženia tsc možno určiť výrazom:

tsc = kRW1 (kRW2) ⋅ ts

Zníženie doby tavenia bezpečnostnej vložky tsy pri predpätí sa určí z vypočítanej hodnoty V pomocou danej krivky kR3 = f (V) (obr. 2.11) podľa výrazu:

tsy = kR3 ⋅ ts

Ryža. 2.11.

Striedavé usmerňovače často nepracujú s trvalým zaťažením, ale so striedavým zaťažením, ktoré môže krátkodobo prekročiť menovitý prúd striedavého usmerňovača.

V prípade premenlivého zaťaženia sú klasifikované štyri typické typy zaťaženia pre prevádzkový režim poistkových vložiek, ktorý sa časom nemení:

Neznáme premenlivé zaťaženie, ale so známym maximálnym prúdom (obr. 2.13);

Variabilné zaťaženie so známym zaťažovacím cyklom (obr. 2.14);

Náhodné rázové zaťaženie z predpätia s neznámou sekvenciou rázových impulzov (obr. 2.15).

Určenie požadovaného menovitého prúdu IP poistkovej vložky pre každý zo štyroch typov záťaže sa vykonáva v dvoch etapách:

1. Určenie návrhového prúdu IP na základe efektívnej hodnoty Ieff prúdu záťaže:

IP > Ieff ⋅(1/ ku ⋅ kq ⋅ kl ⋅ ki ⋅ k). (2,13)

2. Kontrola prípustného trvania preťaženia prúdovými blokmi, ktoré prekračujú povolený prevádzkový prúd IP/poistky, pomocou výrazu:

kRW ⋅ ts ≥ tk, (2,14)

kde tK je trvanie preťaženia.

Ak je výsledné trvanie preťaženia kratšie ako zodpovedajúce požadované trvanie preťaženia, vyberte poistkovú vložku s vyšším menovitým prúdom Ip (berúc do úvahy menovité napätie Up a prípustný celkový integrál Joule) a zopakujte test.

Príklad výberu poistky