Чувствительность и селективность плавких предохранителей

Чувствительность. К предохранителям, как и к другим устройствам защиты, предъявляются следующие требования чувствительности.

1. Номинальный ток плавкой вставки должен быть по крайней мере в три раза меньше минимального тока КЗ в конце защищаемого участка (для предохранителя F1 точка К1 на рис. 11.1, а); в сетях напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью расчетным при определении Iк.min является замыкание между фазным и нулевым проводами.

2. Если предохранитель защищает сеть только от коротких замыканий, то требования, изложенные в п. 1, не обязательны при условии, что номинальный ток плавкой вставки не превышает длительно допустимого тока Iдл.доп для защищаемого участка сети более чем в три раза.

Селективность. Если в сети установлено несколько последовательно включенных предохранителей, то при коротком замыкания в какой-либо точке сети перегорает ближайший к точке короткого замыкания предохранитель. На рис. 11.1, а последовательно с предохранителем F1 включены предохранители F2-F6. Очевидно, селективная работа предохранителей обеспечивается при любых токах КЗ, если при коротком замыкании, например в точке К2, плавкая вставка предохранителя 3 перегорая, разорвет дугу раньше, чем плавкая вставка предохранителя F1 успеет нагреться до температуры плавления, что возможно только в том случае, если защитная характеристика 1 плавкой вставки предохранителя F1 располагается выше защитной характеристики 2 плавкой вставки предохранителя F2 во всем диапазоне токов, проходящих по защищаемой цепи при перегрузках и при коротких замыканиях (рис. 11.1, б). Если номинальный ток плавкой вставки предохранителя F2 больше номинального тока плавкой вставки любого другого предохранителя F3-F6, то селективность сохраняется и при K3 в цепях других электродвигателей. Поэтому если к питающей линии подключено несколько электроприемников, достаточно согласовать между собой защитную характеристику плавкой вставки предохранителя питающей линии с защитной характеристикой плавкой вставки наиболее мощного электроприемника. Из сопоставления защитных характеристик видно, что отличие во времени перегорания плавких вставок уменьшается с увеличением тока. Кроме того, необходимо иметь в виду, что длительность перегорания плавкой вставки при малых кратностях тока k = Iвс/Iвс.ном = 1,4...3,5, т. е. при токах перегрузки, изменяется в широких пределах. Поэтому, поскольку при таких токах защитная характеристика предохранителя имеет большой разброс, ее можно изображать не в виде кривой, а в виде некоторой зоны, ограниченной двумя кривыми. Разброс характеристики обусловлен тем, что при токах перегрузки на время перегорания плавкой вставки существенное влияние оказывают условия отвода теплоты через контакты в окружающую среду.

При коротком замыкании, когда через предохранители проходят большие токи (кратностью k > 3,5), процесс перегорания плавкой вставки происходит очень быстро (сотые доли секунды), поэтому условия отвода теплоты почти не оказывают влияния на длительность перегорания. Необходимо также иметь в виду разную степень предварительного нагрева последовательно установленных предохранителей. Поэтому для получения селективного действия большинства типов предохранителей рекомендуется руководствоваться следующими правилами: для последовательно установленных однотипных низковольтных предохранителей необходимо выбирать плавкие вставки с номинальными токами, отличающимися на две ступени шкалы; для разнотипных предохранителей из-за больших погрешностей желательно выбирать плавкие вставки с номинальными токами, отличающимися больше чем на две ступени шкалы, сохраняя требуемую чувствительность; для последовательно установленных высоковольтных предохранителей ПКТ необходимо выбирать плавкие вставки с номинальными токами, отличающимися на одну ступень шкалы; во всех случаях должны выполняться условия (11.2).

Однако такое согласование характеристик низковольтных предохранителей не всегда обеспечивает их селективную работу при указанных больших токах K3. На основании длительной эксплуатации установлено, что фактическое время отключения предохранителя может отличаться от полученного по его защитной характеристике на Δt = ± 0,5tпр. При этом селективность при больших кратностях тока обеспечивается, если

1,5tпр2 < 0,5tпр1 или tпр1 > 3tпр2.

Таким образом, для получения селективного действия последовательно включенных предохранителей необходимо, чтобы при максимальном токе КЗ время отключения, определенное по защитной характеристике предохранителя F1, более удаленного от места повреждения, было не менее чем в три раза больше времени отключения предохранителя F2, расположенного вблизи точки короткого замыкания (рис. 11.1, а). Для разнотипных предохранителей селективность должна проверяться для всех токов цепи в нормальном режиме и при коротких замыканиях. Селективное действие низковольтных предохранителей можно обеспечить при соответствующем выборе сечений плавких вставок с учетом материала их изготовления и конструкции предохранителя.