Пуэ. раздел 3. защита и автоматика

Виды коротких замыканий

Данное явление нередко наблюдается под действием природных электрических аномалий. Как правило, это мощные грозовые разряды, сопровождаемые молниями. Их основным источником служит статическое электричество с огромным потенциалом, с различными знаками и величинами, накопленное облаками в процессе перемещения силой ветра с одного места на другое на большие расстояния.

Влажные пары, находящиеся в облаке, поднимаются на высоту, охлаждаются естественным путем. Образующийся конденсат проливается на землю в виде дождя. Из-за низкого сопротивления влажной среды воздушная прослойка подвергается пробою, по которому и проходит высокий электрический ток, представляющий собой молнию.

Для прохождения электрического разряда требуется два отдельных объекта с разными значениями потенциалов. Чаще всего, это два облака, идущие на сближение, или сама грозовая туча и поверхность земли. В первом случае опасность грозит в основном летательным аппаратам, а во втором под действие разряда могут попасть любое устройство или объект, в том числе и воздушные ЛЭП. Защита обеспечивается путем установки молниеотводов, нейтрализующих грозовые разряды. В других случаях коротким замыканиям подвергаются цепи постоянного тока. У всех аккумуляторов или выпрямителей на выходе установлены контакты с положительным и отрицательным потенциалом. В обычных условиях они поддерживают рабочий режим схемы, обеспечивая нормальную работу потребителей.

Все процессы определяются математическим выражением закона Ома для полной цепи. Происходит равномерное распределение нагрузки в обоих контурах – внутреннем и внешнем.

При возникновении аварийной ситуации, между плюсовой и минусовой клеммами возникает непредвиденный контакт в виде короткой цепи, в которой чрезвычайно низкое электрическое сопротивление. Внешний контур выключается из работы, и циркуляция тока происходит лишь по внутреннему контуру с маленьким сопротивлением. ЭДС, при этом, остается неизменной, что приводит к резкому росту силы тока. Все это сопровождается большим тепловыделением и нарушениями целостности цепи.

Процессы в цепях переменного тока также попадают под действие закона Ома. В отличие от предыдущего варианта, эти схемы могут быть одно- или трехфазными, подключаться к заземляющему контуру. Короткие замыкания в таких цепях возникают в самых разнообразных формах: «фаза-земля», «фаза-фаза», «фаза-фаза-земля», «фаза-фаза-фаза», «фаза-фаза-фаза-земля». В воздушных ЛЭП применяются изолированная и глухозаземленная схемы подключения нейтрали. В каждой из них ток короткого замыкания будет прокладывать собственный путь, который обязательно учитывается при создании защитной системы.

Иногда замыкания могут возникнуть внутри самой нагрузки, например, в электродвигателях. При одной фазе возможен пробой изоляции корпуса или нулевого проводника. У трехфазных потребителей возможны замыкания между фазами и другие аналогичные сочетания. В любом случае все это приводит к аварийному режиму с тяжелыми последствиями. Предотвратить подобные ситуации помогает автомат снимающий опасное напряжение с участка цепи и подключенного оборудования.

Защита от нечастых скачков напряжения и импульсных токов (короткого замыкания)

Если электроснабжение характеризуется относительно стабильными показателями, а частота авральных ситуаций невелика, то в схему электроснабжения частного дома рекомендуется включить следующие устройства защиты:

Автоматические выключатели, в быту называемые «автоматами» — «наследники» плавких предохранителей. Эти устройства предохраняют электроприборы от сверхтоков и короткого замыкания, тем самым защищая проводку и оборудование от оплавления и возгорания. В аварийных режимах он просто размыкает защищаемый участок внутренней проводки.

Диффавтоматы, или автоматические выключатели дифференциального тока — симбиоз автомата и устройства защитного отключения. В их функционал входит не только предохранение приборов в доме от последствий токовых перегрузок, но и защита человека от поражения током при утечках.

В идеале, в коттедже монтируется несколько АВ и диффавтоматы, чтобы отсекать определенные локальные участки внутренней цепи. Например, поэтажная разводка или отдельно розетки и освещение, или цепь «теплого пола» и т.д. Во-первых, такая разводка позволит не обесточивать весь дом полностью при токовом всплеске в отдельном участке

Во-вторых, так легче определить источник и место неисправности.

Обратите внимание: установка общего вводного автомата обязательна!

Реле контроля напряжения (РН) убережет электроприборы от всплесков и проседания напряжения. При выходе величины этого параметра за заданный безопасный для приборов диапазон РН попросту отключит электропитание

Монтируется такое устройство обязательно на входе внешней сети и должно охватывать все участки внутренней.

Для особо ответственных и чувствительных приборов используются индивидуальные реле напряжения. Они включаются либо в конкретный участок внутренней цепи. Либо используются моноблочные приборы — реле-розетка, реле-удлинитель.

Устройства защиты многофункциональные (УЗМ) отключают нагрузку от сети как при отклонении напряжения от нормируемого диапазона, так и при мгновенном импульсном повышении, при неправильном подключении нуля и фазы. Возобновляют питание такие устройства в автоматическом режиме при нормализации параметров электросети. Кстати, импульсные всплески напряжения — частая причина перегорания лампочек-«экономок».

Ограничители импульсных перенапряжений (УЗИП) защищают от грозовых и коммутационных перегрузок.

Подразделяются на 4 класса:

В — устанавливаются на вводе в дом и защищают от непосредственного воздействия молний и внешнего сетевого перенапряжения;

С — от остаточных перенапряжений, «проскочивших» через ограничители класса В;

В + С — комбинация первых двух классов, позволяют экономить место в щитке;

D — устанавливаются на отдельные участки внутренней цепи с особо чувствительной аппаратурой. Противодействуют остаточным импульсам, прошедшим через ограничители вышеуказанных классов.

В частном домовладении, как правило, применяют только ограничители класса С. Устанавливаются на расстоянии не более 20 м (по длине провода) от предохраняемых приборов. При монтаже нескольких степеней защиты их или разводят на 7–10 м (по длине провода), или подключают друг к другу через разделительный дроссель. Это необходимо для соблюдения временной задержки между ступенями.

Главные функции

Ключевые задачи селективной защиты — обеспечение бесперебойного функционирования электросистемы и недопустимость сгорания механизмов при появлении угроз. Единственным условием для корректной работы такого типа защиты считают согласованность защитных агрегатов между собой.

Как только возникает аварийная ситуация, испорченный участок при помощи селективной защиты мгновенно определяется и отключается. При этом исправные места продолжают работу, а отключенные никак им в этом не мешают. Селективность существенно снижает нагрузку на электрические установки.

Базовый принцип обустройства такого типа защиты кроется в оборудовании автоматов с номинальным током, который меньше, чем у прибора на вводе. В сумме они могут превышать номинал группового автомата, но по отдельности – никогда. К примеру, при установке вводного устройства на 50 А следующий аппарат не должен обладать номиналом выше 40 А. Первым всегда сработает агрегат, находящийся максимально близко к месту ЧП.

Таким образом, к основным функциям селективной защиты можно отнести:

обеспечение безопасности электрических приборов и работников;
быстрое выявление и отключение той зоны электросистемы, где случилась поломка (при этом рабочие зоны не прекращают функционирование);
снижение негативных последствий для рабочих частей электромеханизмов;
снижение нагрузки на составные механизмы, предотвращение поломок в неисправной зоне;
гарантия непрерывного рабочего процесса и постоянного электроснабжения высокого уровня.
поддержка оптимальной работы той или иной установки.

Перегрузка по напряжению

В данном случае имеется в виду повышение напряжения на транзисторе выше допустимого значения. Такая перегрузка приводит к пробою силового ключа (IGBT, MOSFET) или его антипараллельного диода. Перенапряжения могут возникать на силовых выводах транзистора (коллектор-эмиттер, сток-исток) и управляющих выводах (затвор-эмиттер, затвор-исток).

Перенапряжения (OV — Over Voltage), образующиеся в мощных импульсных схемах, можно разделить на внешние и внутренние, соответственно причинам,вызвавшим их появление. Внешние OV наводятся в шине питания при воздействии внешних источников — это, например, коммутационные перенапряжения, возникающие в шинах постоянного тока питания приводов электротранспорта. Скачки напряжения в шине питания могут также быть вызваны сбоем в управляющих схемах мощных управляемых выпрямителей.

Внутренние OV вызываются переходными процессами, происходящими при переключении силовых транзисторов. Возникающее в результате коммутационное напряжение суммируется с напряжением источника питания. Причиной возникновения переходных перенапряжений является прерывание тока в индуктивностях, находящихся в силовых цепях, например индуктивность нагрузки L_L или паразитная индуктивность силовых шин L_K . Индуктивность нагрузки обычно зашунтирована антипараллельными диодами, а прерывание тока на индуктивностях шин вызывает возникновение импульсных перенапряженийDv, определяемых, какDv =L_K di_K /dt. В импульсных источниках питания SMPS (Switch Mode Power Supply) перенапряжения образуются также на распределенных индуктивностях трансформаторов, значение которых может достигать 10 –100 мкГн. Импульсные скачки напряжения на силовых выводах ключей происходят вследствие следующих процессов:

прерывание тока нагрузки i_L силовыми транзисторами S₁ , S₂ в процессе работы преобразователя;
процесс обратного восстановления di_rr /dt оппозитных диодов в конверторах, работающих в режиме «жесткого переключения» или режиме коммутации при нулевом токе (ZCS);
прерывание тока в режиме защиты от короткого замывания,скорость изменения тока в этом случае может достигать 10 кА/мкс;
прерывание тока в шине питания коммутационными устройствами;
статический или динамический небаланс параллельно соединенных силовых транзисторов.

Возникающие в процессе нормальной работы перенапряжения могут быть периодическими (например, на частоте ШИМ) или апериодическими.

Перегрузки на сигнальных выводах транзисторов могут появиться вследствие следующих причин:

повышение напряжения питания драйвера;
появление тока смещения, наводимого через емкость Миллера (Ccg) вследствие высокой скорости нарастания напряжения на коллекторе dv/dt или недостаточного тока выключения драйвера;
обратная связь, вызванная паразитной индуктивностью в цепи эмиттера и высокой скоростью изменения тока di/dt.

Защита от обратного питания в одиночной системе ИБП

3-х фазные модели ИБП EATON, такие как: 9355, 9390 и 9395 включают в себя внутренние контакторы защиты от обратного питания, как стандарт (в некоторых новых моделях устанавливается опционально). На рисунке 1 показана схема ИБП EATON, модели 9395-275кВА, в которой присутствует контактор К5, выполняющий функцию защиты от обратного питания. Входные контакты выпрямителя и байпаса изображены на схеме слева, а выходные контакты ИБП справа.

Рисунок 1. Контактор К5.

Внутренний контактор К5 (backfeed contactor) используется для автоматической защиты в аварийных ситуациях, в случаях неисправности статического байпаса. Если в тиристорах статического байпаса происходит короткое замыкание, выход байпаса будет замкнут с выходом инвертора, в таком случае, если ИБП будет находится в режиме on-line или на батареях, во входящих цепях источника появятся большие токи (встречное напряжение). Встроенное программное обеспечение ИБП включает в себя функцию обнаружения обратного тока, а контактор К5 используется для защиты в аварийной ситуации и автоматически предотвращает появление встречного напряжения. Это позволяет ИБП оставаться в нормальном режиме работы, даже в случае неисправности статического байпаса.

Внутренние backfeed контакторы в ИБП EATON, всегда тестируются в рамках стандартного заводского предпродажного теста. Во время заводских испытаний, к ИБП подключается восьмидесяти процентная нагрузка, от номинальной мощности источника и производятся тесты в режиме двойного преобразования, в режиме байпаса производится проверка точности токов нагрузки, а также тестируется функциональность контактора К5.

Точность измерения тока байпаса имеет важное значение для защиты от обратного питания, так как позволяет своевременно обнаружить обратные токи. Если ИБП работает не в режиме байпаса, но в байпасной линии обнаруживаются токи, то контактор К5 автоматически открывается

Защита трансформатора от перегрузки: основные виды

Все оборудование, которое используется в силовых установках должно быть надежно защищено от образования кратковременных перегрузок. Защита трансформатора от перенапряжений может потребоваться, чтобы проверить, какие нагрузки сможет выдержать устройство. Для защиты обычно специалисты используют предохранители. Если один трансформатор выполнит аварийное завершение работы, тогда другие устройства смогут полностью компенсировать номинальное напряжение. Именно этот процесс позволит обеспечить надежную работу устройства.

Теперь мы решили предоставить вашему вниманию основные виды защиты силовых трансформаторов:

Предохранители и специальные трехфазные выключатели.
Использование дифференциальной защиты устройства.
Газовая защита трансформатора.
Пожарная защита.
Сигнальная страховка с помощью компьютерных программ.

Это основные виды защиты, которые могут использоваться на сегодняшний день.

https://youtube.com/watch?v=rOiSPhCvJPQ

Классификация автоматических выключателей

Для классификации электроаппаратов существуют нормативные документы, в которых изложены технические и эксплуатационные требования к ним. Классы автоматических выключателей отечественного и зарубежного производства определяются в соответствии с такими документами:

ГОСТ 9098-78;
ГОСТ 14255-69;
ГОСТ Р 50345-2010;
ГОСТ Р 50030.2-99;
МЭК 60898-95;
EN 60947-2;
EN 60898.

В соответствии с отечественными нормативно-техническими документами классификация автоматов осуществляется по 12 параметрам, которыми учитываются десятки эксплуатационных характеристик аппаратов. Количественные и качественные значения этих параметров определяют назначение автоматического выключателя и допустимые условия его эксплуатации.

Защита автомобильного двигателя

Перегрев электродвигателя грозит и водителям автомобилей с наступлением жары, да еще с последствиями разной сложности – от поездки, которую придется отменить, до капитального ремонта мотора, у которого от перегрева прихватить может поршень в цилиндре или деформироваться головка.

Во время езды охлаждается электродвигатель воздушным потоком, а когда авто попадает в пробки этого не происходит, что и вызывает перегрев. Чтобы его распознать вовремя, периодически следует посматривать на датчик (при наличии такового) температуры. Как только стрелка окажется в красной зоне, необходимо немедленно остановиться для выявления причины.

Как быть в подобной ситуации? Остановиться, заглушив электродвигатель и подождать, пока прекратится кипение, открыть капот. На это уходит обычно до 15 минут. При отсутствии признаков протекания, доливают жидкость в радиатор, и пробуют завести мотор

Если же температура начнет резко расти, осторожно движутся для выяснения причины в сервис для диагностики

Защита асинхронного двигателя от перегрузок

Поскольку наибольшее применение получил асинхронный двигатель, на его примере будем рассматривать, как двигатель защитить от перегрузки и перегрева.

Для них возможно пять типов аварий:

обрыв в обмотке статора фазы (ОФ). Возникает ситуация в 50% аварий;
затормаживание ротора, возникающее в 25% случаев (ЗР);
понижение сопротивления в обмотке (ПС);
плохое охлаждение мотора (НО).

При возникновении любой из перечисленных видов аварий, существует угроза поломки двигателя, поскольку происходит его перегрузка. Если не установлена защита, ток возрастает на протяжении длительного времени. Но может произойти его резкий его рост при коротком замыкании. Исходя из возможного повреждения, подбирается защита электродвигателя от перегрузок.

Возможно, вам также будет интересно

Полевые транзисторы, диоды и другие электронные приборы на основе карбида кремния обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогичными кремниевыми приборами. Среди них — возможность работы при температурах до 600 °С, высокое быстродействие и высокая радиационная стойкость. Введение Тенденция последних лет к миниатюризации радиоэлектронной аппаратуры предъявляет жесткие требования к вторичным источникам электропитания (ИВЭП) в части увеличения

Статьи цикла Эти смолы получаются в результате гидролиза и последующей реакции поликонденсации следующих мономерных соединений кремния (рис. 1): алкил- или арилхлорсиланы алкил- или арилалкоксиланы, где R — органический радикал, который может иметь различные значения: R = CH3 (метил); R = C2H5 (этил); R = СН2 = СН (винил);R = C6H5 (фенил). По своей химической природе

В SystemView имеется возможность генерировать исходный код на языке Си для отдельных элементов схемы, части схемы или полной схемы, используя встроенную утилиту C-Code Generator.

Защита от перегрузки

Схемы управления затворами модулей MOSFET/IGBT не просто должны отключать силовые транзисторы при возникновении перегрузки, отключение должно быть организовано так, чтобы режимы работы (ток, напряжение, температура кристалла)не выходили бы за пределы, обусловленные областью безопасной работы. Примеры графиков ОБР для модулей MOSFET и IGBT, производимых SEMIKRON, приведены на рис.2. Обычно в технических характеристиках приводится специальная ОБР для режима КЗ (SCSOA — Short Circuit SOA).

Транзисторы MOSFET и IGBT, имеющие изолированный затвор и управляемые напряжением, принципиально являются приборами, стойкими к КЗ при соблюдении определенных условий и ограничений. Для лучшего понимания процессов, происходящих при токовой перегрузке, необходимо рассмотреть поведение силовых транзисторов в режиме КЗ.

Что такое селективная защита

Правило, утверждающее, что величина тока, проходящего через все распредвыключатели, установленные за вводным автоматом, меньше обозначенного тока последнего, является основой селективной защиты. В сумме эти номиналы могут быть и больше, но каждый отдельный обязательно хотя бы на шаг ниже вводного. Так, если на вводе установлен 50-амперный автомат, то следующим за ним устанавливают выключатель, с номиналом по току в 40 А.

Автоматический выключатель состоит из следующих элементов: рычага (1), клемм винтовых (2), контактов подвижного и неподвижного(3, 4), биметаллической пластины (5), винта регулировочного (6), соленоида (7), решетки дугогасительной (8), защелки (9)

При помощи рычажка как включают, так и выключают впуск тока на клеммы. К клеммам подводят и фиксируют контакты. Подвижный контакт с пружиной служит для быстрого размыкания, а связь цепи с ним выполнена через неподвижный контакт. Расцепление, в случае перекрытия током своего порогового значения, происходит за счет нагрева и изгиба биметаллической пластины, а также соленоида.

Токи срабатывания настраивают при помощи регулировочного винта. С целью предотвращения появления электродуги во время размыкания контактов, введен в схему такой элемент, как дугогасительная решетка. Для фиксации корпуса автомата существует защелка. Избирательность, как особенность релейной защиты — это умение обнаруживать неисправный узел системы и отсекать его от действующей части ЭЭС.

Здесь приведена схема щита, наглядно показывающая, как распределяется нагрузка по квартире. Перед установкой автомата нужно выполнить расчет суммарной мощности оборудования, которое будет подключено к нему

Селективность автоматов — это их свойство работать поочередно. Если этот принцип нарушен, будут греться и автоматические выключатели, и электропроводка. В результате может возникнуть КЗ на линии, перегорание плавких контактов, изоляции. Все это приведет к выходу из строя электроприборов и пожару.

Допустим, на длинной линии электропередач возникла аварийная ситуация. Согласно главному правилу селективности первым срабатывает автомат ближайший к месту повреждения. Если в обычной квартире в розетке происходит короткое замыкание, на щитке срабатывать должна защита линии, частью которой эта розетка является. Если этого не произошло, наступает очередь автоматического выключателя на щиток, и только за ним — вводного.

Почему перегрузка электропроводки и короткое замыкание так опасны

Результатом короткого замыкания и перегрузки электропроводки, становится увеличение тока, что способствует нагреванию проводов. В результате изоляция проводки плавится, происходит отгорание кабеля, а также возгорание электропроводки в слабых местах.

Значения тока при коротком замыкании электропроводки исчисляется сотнями, и даже тысячами ампер. И если сечение проводов будет недостаточным, а электропроводка не защищена, как следует, то, быть беде.

Вот почему при выборе проводов и при разводке электропроводки нужно особое внимание уделять следующим нюансам:

Правильному сечению проводников;
Установке защитной аппаратуры;
Устройству заземления.

Таким образом, можно избежать различных проблем с эксплуатацией электропроводки в дальнейшем.

№ 3: Не перегружайте электрическую сеть

Помните сцену «Рождественской истории», в которой папа Ральфи сжег электрическую сеть, подключив слишком много вилок в одну розетку? В популярном праздничном фильме виновато множество декоративных светильников, но слишком много настольных компьютеров, серверов и сетевых устройств, подключенных к одной электропроводке, могут легко перегрузить её. Заметьте, это совсем не значит, что слишком много компьютеров, серверов и сетевых устройств подключено к одной розетке.

Увеличение количества розеток (с использованием сетевых фильтров, разветвителей питания, выпрямителей напряжений и устройств ИБП), конечно же, только увеличивает требования к питанию сети, к которой эти розетки подключены. Избыточная нагрузка может привести к периодическим сбоям питания, значительным изменениям в доступном электричестве и даже к пожару, поскольку перегруженные цепи превышают безопасные рабочие диапазоны.

По мере того, как скорость и емкость процессора, а также возможности видеокарты, помимо прочего, увеличились, требования к питанию серверов и ПК также возросли. Внимательно изучите требования к электропитанию в вашей серверной комнате или в офисе, чтобы убедиться, что требования к электричеству на площадке достаточны.

Как устроен автомат?

В теории для каждого их токов может быть вычислено индивидуальное время отключения, имеющее разную величину (от 1-2 секунд до 10-15 минут и более). С другой стороны, ложная работа должна быть исключена. Если протекающий в цепи ток не несет риска для проводников и электроприборов, то в его отключении нет необходимости.

Это значит, что при установке тока перегрузки должна быть учтена реальная нагрузка защищаемой цепи. Не менее важный момент — проверка защиты перед подключением на факт точного определения тока и времени срабатывания.

Автоматические выключатели имеют три типа расцепителей

Механический — подразумевает ручное отключение и включение устройства.
Электромагнитный — расцепитель, позволяющий быстро отключать токи КЗ.
Тепловой — наиболее сложное устройство, обеспечивающее защиту от тока перегруза.

При выборе АВ уделяется внимание двум показателям — параметрам соленоида и теплового расцепителя. Определяются они по буквенному обозначению, нанесенному на автомате. Маркировка выполнена в виде латинской буквы, прописанной перед цифрой, отражающей номинальный ток устройства

Маркировка выполнена в виде латинской буквы, прописанной перед цифрой, отражающей номинальный ток устройства.

# 2: Убедитесь, что электросети правильно заземлены

Сетевые фильтры и устройства ИБП не могут должным образом защитить чувствительное оборудование, для защиты которого они предназначены, если электрические розетки, к которым они подключены, не заземлены должным образом. Наземная проводка отвечает за отклонение большинства скачков напряжения. Когда заземление нарушено, скачки напряжения не имеют эффективного пути подавления. Дорогие серверы, ПК и сетевое оборудование могут впоследствии получить значительный ущерб.

Специалисты по информационным технологиям, как правило, не несут ответственности за качество проводки на объекте, но, поскольку они несут ответственность за обслуживание компьютерных систем и сетей, работающих на электроснабжении объекта, ИТ-специалисты заинтересованы в обеспечении надлежащего заземления электрических розеток и источников питания.

В большинстве магазинов радиодеталей и компонентов также продают недорогие тестеры цепей (Рисунок B), которые просто подключаются к розеткам для проверки правильности заземления цепей питания.

Рисунок B

Простой тестер цепи может быстро подтвердить, что розетки заземлены должным образом.

При каждом развертывании нового оборудования обязательно сначала проверьте цепь. При использовании устройств защиты от перепадов напряжения или устройств ИБП с неправильной сигнализацией заземления также убедитесь, что индикатор не горит.

Мощность рассеивания автоматических выключателей

Рассеивание – это потери электроэнергии, которые в виде тепла уходят в окружающую среду. Для примера приведу паспортные значения рассеиваемой мощности для автоматов ВА 47-63 (для новых автоматов при значениях тока, равных номинальному):

Номинальный ток In, A	Мощность рассеивания, Вт
1-полюсные	2-полюсные	3-полюсные	4-полюсные
1	1,2	2,4	3,6	4,8
2	1,3	2,6	3,9	5,2
3	1,3	2,6	3,9	5,2
4	1,4	2,8	4,2	5,6
5	1,6	3,2	4,8	6,4
6	1,8	3,6	5,5	7,2
8	1,8	3,6	5,5	7,33
10	1,9	3,9	5,9	7,9
13	2,5	5,3	7,8	10,3
16	2,7	5,6	8,1	11,4
20	3,0	6,4	9,4	13,6
25	3,2	6,6	9,8	13,4
32	3,4	7,5	11,2	13,8
35	3,8	7,6	11,4	15,3
40	3,7	8,1	12,1	15,5
50	4,5	9,9	14,9	20,5
63	5,2	11,5	17,2	21,4

Как видим, автоматический выключатель тоже хочет есть. Поэтому не стоит увлекаться и втыкать автоматы везде, где это возможно. Где же происходят потери? Основная часть приходится на тепловой расцепитель. Но не надо излишне драматизировать ситуацию. Эти потери пропорциональны протекающему току. Поэтому, если например нагрузка в 2 раза меньше номинальной, то и потери будут соответственно в 4 раза меньше, а при отсутствии нагрузки не будет и потерь. Если их представить в процентном виде, то будут величины порядка 0,05-0.5%, причем наименьший процент у самых мощных автоматов. В самих контактах, пока автомат новый, потери незначительны. Но в процессе эксплуатации контакты будут подгорать, переходное сопротивление будет расти, а с ним будут расти и потери. Поэтому у старого автомата потери могут быть заметно больше. Как измерить потери – читайте здесь

Выбор силового трансформатора по расчетной мощности.

Для выбора используют требования нормативных документов

Таблица №6 — Зависимости коэффициентов допустимой перегрузки масляных трансформаторов для одно, двух и трехтрансформаторных подстанций и коэффициента загрузки в обычном режиме работы

Коэффициент допустимой перегрузки масляного трансформатора, определенный согласно ГОСТ 14209-85	Коэффициент загрузки масляного трансформатора в нормальном режиме
двухтрансформаторная подстанция	трехтрансформаторная подстанция
1,0	0,5	0,666
1,1	0,55	0,735
1,2	0,6	0,8
1,3	0,65	0,86
1,4	0,7	0,93

Производитель электрооборудования, предлагая покупателю трансформатор, предоставляет сведения о разрешенных перегрузках.

По нормам СН 174-75 «Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий» для каждого объекта принимают различные коэффициенты загрузки:

Двухтрансформаторная подстанция для нагрузки I категории – 0,65 до 0,7.
Подстанция с одним трансформатором с резервированием для нагрузки II категории – от 0,7 до 0,8.
Для нагрузки категории II и III с использованием резерва – 0,9-0,95.

Таким образом, можно сделать вывод, что нормальный режим трансформатора – это загруженность на 90 или даже 95%.

Выбор трансформатора по расчетной мощности заключается в сравнении полной мощности объекта (кВА) и интервалами допустимой нагрузки тр-ров для различных типов потребителей в аварийном и нормальном режимах работы. Руководствуются методикой выбора мощности силового трансформатора и нормативными документами.

Принципы расчета электропроводки

сечение проводника

Уменьшение сечения у проводника занижает его нагрузку и повышает нагрев.

Использование скрытой проводки ухудшает ее теплоотдачу.

Предварительную оценку проводов можно выполнить по плотности тока, выражаемой отношением действующей величины тока в амперах к площади сечения в миллиметрах квадратных. Для меди она не должна превышать 6 A/мм2 в скрытой проводке и 10 A/мм2 — для открытой. У алюминиевых проводов показатели составляют 4 A/мм2 и 6 A/мм2 соответственно.

Размер нагрузки определяется суммированием всех мощностей потребления включенных в сеть электроприборов с учетом периодичности их работы или замерить токоизмерительными клещами под нагрузкой.

Правильно рассчитанная, спроектированная и смонтированная схема электроснабжения квартиры исключает перегрузку проводов и обеспечивает длительную, безопасную эксплуатацию электроприборов.

Короткое замыкание и перегрузки в электрической сети

Короткие замыкания (КЗ или «коротыш» как говорят электрики) в электрических сетях чаще всего случаются из-за разрушения изоляции токопроводящих частей в результате механических воздействий, естественного старения, воздействия агрессивных сред и влаги, а также ошибочных действий электротехнического персонала. Короткое замыкание сопровождается резким возрастанием тока в цепи, а также значительным увеличением выделяющегося тепла, пропорционального квадрату величины тока. Воздействие теплового нагрева на проводку резко снижает механическую и диэлектрическую прочность изоляции. А в результате регулярной перегрузки электрических сетей токами, которые существенно превышают допустимую для данного вида и сечений проводников норму, происходит её тепловое старение.

Воздействие влаги и агрессивных сред на изоляцию сопровождается, как правило, появлением поверхностных токов утечки. Тепловой нагрев приводит к испарению жидкости и образованию на ней солевых отложений. После испарения влаги токи утечки исчезают, но при последующем увлажнении процесс повторяется. Только сейчас из-за повышенной концентрации соли проводимость достигает таких значений, при которых ток утечки не исчезает и по окончании испарения. Действие тока утечки приводит к обугливанию изоляции и потери ей механической прочности. Возникает ситуация, способная привести к распространению поверхностного дугового разряда и загоранию изоляции.

Коренное отличие режима короткого замыкания от режима перегрузки состоит в том, что в первом случае аварийная ситуация возникает вследствие разрушения изоляции, а во втором — является его причиной. В некоторых случаях перегрузка электропроводки во время аварийного режима может иметь большую пожарную опасность, чем короткое замыкание.

При возникающих в сети перегрузках на воспламеняющую способность проводов существенное влияние оказывает материал жилы. Проведённые в режиме перегрузки испытания убедительно доказали, что вероятность загорания изоляции у кабелей с медными жилами выше, чем у проводов из алюминиевого материала. При испытаниях на короткое замыкание проявилась схожая закономерность. Кроме того, оказалось, что провода и кабели в полиэтиленовой оболочке, а также используемые при их прокладке полиэтиленовые трубы имеют большую «склонность» к возгоранию, чем аналогичная электропроводка, выполненная в винипластовых трубах.

Особо опасна перегрузка в частном жилом секторе, т.е. в домах, где обычно от общей электросети запитаны все потребители, а защитное оборудование рассчитано лишь на токи К.З. К тому же, ничто не препятствует жильцам многоквартирных жилых домов бесконтрольно увеличивать потребляемую ими мощность.

Следует обратить особое внимание на тот факт, что электроустановочные изделия снабжаются, как правило, специальными надписями, указывающими на предельные значения токов, напряжений и допустимую рассеиваемую мощность данного устройства. Для того чтобы эксплуатация этих устройств не вызывала проблем — необходимо научиться расшифровывать эти надписи

Если на выключателе имеется надпись «6,3 А; 250 В», то это значит, что ток, проходящий через выключатель, не должен быть более 6,3 Ампер, а напряжение в сети, к которой он подключён – не более 250 вольт.

Если на изделии указывается, кроме того, и мощность (например, «3 А; 250 В; 300 Вт»), то на предельную величину тока не нужно обращать внимания. В этом случае исходить следует из указанной предельной мощности. В данном случае допустимый предельный ток будет равен 300 Вт : 220 вольт = 1,3 Ампера.

Для обесточивания сети при коротком замыкании, как правило применяют автоматический выключатель.