Защита эл.сетей и учёт эл.энергии
Во вводно-распределительном устройстве обычно устанавливаются группы предохранителей или автоматических выключателей, которые являются аппаратами защиты от токов короткого замыкания и от токов перегрузки, а также приборы учета электроэнергии: счетчики.
Каждая электрическая машина, аппарат, провод рассчитаны на определенный ток, называемый номинальным током, т.е. нормальным током данного электрического устройства. Превышение этого допустимого уровня называется токовой перегрузкой. При длительном воздействии токовая перегрузка может привести к ухудшению изоляции и, в конечном счете, к выходу из строя электрического устройства. Таким образом, длительная перегрузка, в отличие от кратковременной, недопустима.
Номинальным током аппарата называется наибольший длительный (не менее 30 мин) ток, на который рассчитаны его токоведущие части.
Номинальным током расцепителя автоматического выключателя или плавкой вставки называется наибольший длительный ток, при котором аппарат может функционировать, не срабатывая.
Еще более опасным является короткое замыкание, при котором сопротивление цепи резко уменьшается, в результате чего соответственно возрастает ток. Короткое замыкание и длительная перегрузка являются аварийными режимами, они приводят к выходу из строя электроустановок и к пожарам. Во избежание этого электрические сети защищаются аппаратами защиты, которые автоматически отключают защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.
Защита от токов короткого замыкания обязательна во всех случаях. Защита от токов перегрузки обязательна для сетей внутри помещений, выполненных открыто проложенными незащищенными изолированными проводниками с горючей оболочкой, а также для устройств, перегрузка которых возможна во время их работы, например, для насоса или электрорубанка.
Каждый аппарат защиты должен иметь надписи, указывающие номинальный ток аппарата, величину тока уставки расцепителя автомата или номинальный ток плавкой вставки. Надписи рекомендуется наносить на аппарате или на схеме, которая должна располагаться вблизи этих аппаратов, например, на крышке распределительного щита.
Защита от токов короткого замыкания должна иметь наименьшее время отключения с обеспечением требований селективности. Селективность защиты - это необходимость срабатывания в первую очередь того аппарата защиты, который находится ближе со стороны питания к месту аварии. Проще говоря, например, при коротком замыкании в телевизоре сработать должен в первую очередь предохранитель телевизора, а не предохранитель распределительного щита. При этом защита должна обеспечивать отключение аварийного участка при коротких замыканиях в конце защищаемой линии, т.е. с учетом сопротивления всего данного участка линии.
Номинальные токи плавких вставок и расцепителей автоматических выключателей во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков сети или номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках, например при пусковых токах.
Аппараты защиты следует располагать по возможности в доступных местах, но так, чтобы была исключена опасность воспламенения окружающих предметов и механических повреждений самих аппаратов.
Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемого участка к питающей линии. Допускается в случае необходимости принимать длину участка между питающей линией и защитным аппаратом ответвления до 6 м. Проводники на этом участке могут иметь сечение меньше, чем сечение питающей линии (но не менее сечения проводников после аппарата защиты). Эти проводники должны быть проложены в трубах или иметь негорючую оболочку. Открытая прокладка проводников на таких участках допускается только в непожароопасных помещениях или по негорючим поверхностям.
Установка аппаратов защиты в защитных заземляющих нулевых проводниках запрещена.
Не допускается установка некалиброванной защиты, применение нестандартных предохранителей.
Устройство и принцип действия аппаратов защиты
Плавкие предохранители служат для отключения цепей при токах короткого замыкания и перегрузках.
Корпус трубчатого предохранителя изготавливается из фарфора или стекла и имеет форму полого параллелепипеда или трубки, обычно заполненных кварцевым песком для локализации электрической дуги, возникающей при расплавлении плавкой вставки, изготовленной из легкоплавкого металла.
Плавкий предохранитель пробочного типа имеет резьбу для ввертывания в патрон предохранителя. Плавкая вставка в виде проволоки может быть расположена внутри предохранителя. В последнее время получили распространение трубчатые вставные сменные вкладыши в пробковый предохранитель, где плавкая вставка находится внутри вкладыша.
Предохранители пробочного типа изготавливаются таким образом, чтобы подходили к патрону, который рассчитан именно на номинальный ток данного предохранителя.
Автоматические выключатели совмещают защитную и коммутационную функции и являются аппаратами многократного действия. Обычно они заключены в пластмассовый корпус с рукояткой или кнопками, при помощи которых можно производить отключение и включение цепи вручную. Большинство автоматов снабжено дугогасительными устройствами. Защитные функции выполняют расцепительные устройства - тепловые и электромагнитные.
В цепи теплового расцепителя имеется нагревательный элемент, который нагревает биметаллическую пластинку, состоящую из двух металлов с разным относительным тепловым удлинением: При нагревании пластинка изгибается и освобождает рычаг, который под действием пружины размыкает контакты. Расцепитель срабатывает при определенных токах, на которые рассчитаны сменные нагревательные элементы. Возврат в исходное положение производится нажатием кнопки или рычага. Тепловые расцепители предназначены в основном для защиты от перегрузок. Для защиты от коротких замыканий предпочтительным является использование электромагнитного расцепителя. При превышении допустимой величины тока сердечник втягивается в электромагнитную катушку и освобождает защелку пружины, которая и размыкает цепь.
Автоматические выключатели могут быть оснащены одним или обоими видами расцепителей. Некоторые из них имеют возможность регулирования тока срабатывания.
Измерение расхода электрической энергии производится с помощью индукционных счетчиков переменного тока типов СО, СА4 и др., где буквенные обозначения расшифровываются: С - счетчик, О - однофазный, А - активной энергии, 4 - трехфазный четырехпроводный. На шкале счетчика указывается ток или диапазон токов, в котором его точность гарантирована. В настоящее время с увеличением энергопотребления в индивидуальных домах и квартирах рекомендуется установка однофазных счетчиков, рассчитанных на токи в диапазонах 10...40 или 10...50 А, а для трехфазных даже -30. ..75 или 40. ..100 А. Если ток нагрузки превышает эти величины, то счетчик подключают через трансформатор тока, назначение которого снизить измеряемый ток в известное число раз до величины номинального тока счетчика.
Счетчики устанавливают на вводе электроэнергии в дом, обычно во вводно-распределительном щите, который имеет вид металлического шкафа с крышкой, где имеется окно на высоте около 1,5 м для снятия показания приборов. Аппараты защиты групповых линий устанавливаются после счетчика. Допускается установка коммутационного или защитного аппарата и на вводе до счетчика.
