Аппараты напряжением до 1 кВ —
К аппаратам напряжением до 1 кВ относятся автоматические воздушные выключатели, рубильники, контакторы, магнитные пускатели, предохранители.
Автоматические воздушные выключатели. Эти аппараты предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при ненормальных режимах и для редких оперативных переключений при нормальных режимах работы. Сокращенно их называют автоматами. В автоматах не применяется какой-либо среды для гашения дуги, дуга гаснет в воздухе, что и определяет название «воздушные». Автоматы изготовляют на токи до 4000 А и отключающую способность до 53 кА.
Нормальные автоматы имеют время срабатывания, быстродействующие до 0,005 с, селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с. Селективные автоматы позволяют осуществить селективную (избирательную) защиту сетей выбором выдержки времени срабатывания. Быстродействующие автоматы обеспечивают ограничение токов КЗ в сети, так как отключают ток до достижения им ударного значения.
Автоматы возможно снабжать следующими расцепителями: 1 — электромагнитным или электронным расцепителем максимального тока мгновенного действия с практически независимой от тока скоростью срабатывания, 2 — электротермическим (обычно биметаллическим) или электронным инерционным расцепителем максимального тока с зависимой от тока выдержкой времени, 3 — расцепителем тока утечки, 4 — расцепителем минимального напряжения, 5 — расцепителем обратного тока или обратной мощности, 6 — независимым (дистанционно управляемым) расцепителем.
Расцепители максимального тока предусматриваются во всех фазах, остальные — по одному на выключатель. В одном автомате может применяться несколько типов расцепителей. Расцепители минимального напряжения служат для отключения автоматов при недопустимом снижении напряжения, дистанционные — для дистанционного отключения автомата кнопкой управления. В отличие от расцепителей максимального тока, предназначенных для защиты проводников сети, электрических машин и т.д., расцепители тока утечки используются для быстрого отключения участков сети, в которых из-за нарушения изоляции или прикосновения людей к проводникам возник ток утечки на землю.
На характеристике автомата в осях время — ток (рис. 16.4) показаны зависимая и независимая ее части. Например, при перегрузках более чем 1,25 автомат срабатывает тем быстрее, чем больше кратность тока — зависимая часть характеристики. В режимах КЗ при токах более (5-6) ом автомат срабатывает с небольшой выдержкой времени—эта часть характеристики называется отсечкой.
Рубильники. Это по существу разъединители напряжением до 1 кВ, с ручным приводом на два положения (включено и отключено). Рубильники без дугогасительных камер служат для отключения цепи без тока и создания видимого разрыва цепи. Рубильники с дугогасительными камерами допускают отключение установленного для них номинального тока. Имеются рубильники с моментными ножами, которые отключаются вслед за основными при помощи растянутой пружины с большой скоростью расцепления, что обеспечивает быстрое погасание воздушной дуги.
Контакторы. Они предназначены для частых коммутаций электрических цепей с дистанционным или автоматическим управлением, изготовляются на токи до 4000 А, напряжение до 750 В и допускают до 1500 и более в час число включений — отключений. Разработаны контакторы с контактно-тиристорной комбинацией силовой цепи, что позволяет контролировать наилучшие моменты коммутации электрической цепи. Тиристоры обеспечивают коммутацию цепи, а длительное протекание гоков обеспечивают металлические контакты.
Условие селективности действия плавких вставок б > [(1,7-3)м1, где б, tM — время плавления большей и меньшей плавкой вставки по защитным характеристикам.
Вторая ступень трехступенчатой защиты может быть выполнена селективно предохранителями, так как два автомата, включенных последовательно, селективно работать не могут.
При защите автоматами на второй и третьей ступенях селективность защиты может быть обеспечена только применением автоматов серии АВМ с расцепителем, имеющим независимую от сети выдержку времени в 0,25—0,4—0,6 с.
Анализ селективности защиты проводится по карте селективности. Предварительно определяются расчетные, пиковые токи и токи КЗ в точках К1 — КЗ (см. рис. 16.6). Карта селективности строится в логарифмическом масштабе, в осях ток — время (рис. 16.7).
Вначале откладывается номинальный ток двигателя 1 и пусковой ток двигателя 2.
Аналогично изображается максимальный 3 и пиковый ток 4 силового пункта СП и токи короткого замыкания в точках Kt, К2, КЗ —5, 6, 7 (см. рис. 16.6).
Карта селективности на рис. 16.7 построена в двух вариантах: в точках At и А2 (см. рис. 16.6 и 16.7) устанавливаются предохранители или автоматы. В точке АЗ на выводах трансформатора всегда устанавливается автомат АВМ или «Электрон». При токах КЗ в точках К1 и К2 защита должна работать селективно с необходимыми интервалами времени при отказе защиты нижней ступени. При защите предохранителями на двух ступенях автомат АЗ у трансформатора может иметь независимую выдержку времени не более 0,25 с. При защите автоматами в точке А2 должен быть установлен автомат АВМ с независимой выдержкой 0,25 с, а в точке АЗ — с независимой выдержкой 0,4 с.
Дальнейшее увеличение выдержки времени нежелательно вследствие утяжеления работы электрооборудования при затянувшемся коротком замыкании и по условиям согласования защиты сети напряжением до 1 кВ с защитой на стороне напряжения 6—10 кВ.
Изложенное выше иллюстрируется характеристиками плавких вставок 8, 9 соответственно в точках А1 и А2, характеристиками автоматов 10, 11, 12 — при защите автоматами.