7. Расчетная проверка режимов работы электроутсановки

7.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Электроустановка должна быть защищена одним или несколькими устройствами автоматического отключения в случае появления сверхтоков (перегрузки, короткие замыкания) или недопустимых токов утечки.

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

Нормами МЭК 364-5-53, положенными в основу ГОСТ Р 50571.ХХ, находящегося на стадии утверждения, определены требования к выбору аппаратов защиты от сверхтоков и УЗО.

Кривая времятоковой характеристики, соответствующая допустимой тепловой нагрузке защищаемой электропроводки, должна лежать выше зоны времятоковой характеристики устройства защиты для всех возможных токов КЗ между минимальным и максимальным значениями.

Для времени срабатывания аппарата не более 0,1 с кривая допустимых значений I²t (интеграла Джоуля) электропроводки должна лежать выше кривой I²t защитного устройства, так как кривая характеристики I²t устройства защиты характеризует максимальные рабочие значения I²t как функцию ожидаемого тока КЗ при установленных условиях эксплуатации.

Время отключения полного тока КЗ в любой точке цепи не должно превышать времени, в течение которого температура проводников достигает допустимого предела.

Для короткого замыкания не более 5 с время t, в течение которого превышение температуры проводников от наибольшего значения допускаемой температуры в нормальном режиме до предельно допустимой температуры в режиме КЗ, может быть приблизительно вычислено по формуле:

Ot = K(S/I)

где t - продолжительность, с; S - сечение проводника, мм²; I - действующее значение тока КЗ, А; K = 115 - для медных проводников с поливинилхлоридной изоляцией; K = 135 - для медных проводников с резиновой изоляцией (в том числе с изоляцией из бутиловой резины и этиленпропиленовой резины), с изоляцией из сшитого полиэтилена; K = 74 - для алюминиевых проводников с поливинилхлоридной изоляцией; K = 87 - для алюминиевых проводников с резиновой изоляцией (в том числе с изоляцией из бутиловой резины и этиленпропиленовой резины), с изоляцией из сшитого полиэтилена; K = 115 - для соединений медных проводников, выполняемых пайкой, что соответствует температуре 160⁰С.

Значения предельно допустимых температур нагрева проводников при КЗ приведены в ПУЭ.

Вышеуказанная формула может быть представлена в виде:

I²t = K²S².

Значение I²t должно указываться предприятиями-изготовителями как технический параметр изделия.

На практике проверка рассмотренных условий требует только расчета максимальных и минимальных ожидаемых токов короткого замыкания.

Рассмотренный принцип выбора защиты от КЗ проиллюстрирован рис. 7.1 и 7.2.

Рис 7.1. Кривые времятоковой характеристики устройств защиты и электропроводки:

а - для плавких предохранителей; б - для автоматических выключателей; С - кривая времятоковой характеристики, соответствующая допустимой тепловой нагрузке защищаемой электропроводки; D₁ - кривая срабатывания автоматического выключателя; F - кривая срабатывания плавкого предохранителя (верхний предел зоны срабатывания); Х₁ - минимальный ток К3, при котором обеспечивается защита устройством защиты от КЗ

Рис 7.2. Характеристики автоматического выключателя и электропроводки:

С₁ - кривая характеристики допустимого I²t защищаемого проводника; D₂ - I²t - характеристика автоматического выключателя; Х₂ - максимальный ток КЗ, при котором обеспечивается защита автоматическим выключателем