Файл: Catec-RU.pdf

Предохранители предназначены для разрыва электрической цепи при аномальном токе. Они также обладают дополнительным свойством ограничивать негативное воздействие высокого тока (см. пример ниже).

Основными свойствами предохранителя являются надежность защиты, простота конструкции и невысокая цена.

Оптимальный выбор предохранителя зависит от следующих технических характеристик:

• Преддуговое время

Это время, необходимое току для доведения предохранительного элемента до точки испарения перед началом плавления.

Преддуговое время не зависит от сетевого напряжения.

• Время горения дуги

Определяется как период с момента появления дуги до ее полного гашения (нулевой ток). Время горения дуги зависит от сетевого напряжения, но незначительно в сравнении с преддуговым временем для полного времени плавления >40 мсек.

• Время выполнения операции

Сумма преддугового времени и времени горения дуги.

• Разрывная мощность

Это предполагаемая величина тока короткого замыкания, при которой может расплавиться предохранитель при заданном рабочем напряжении.

•Интеграл Джоуля

Это интегральное значение падения тока за полное время плавления, выраженное в единицах A2сек (ампер в квадрате на секунду).

Пример:

Требуется отключить с помощью предохранителя ток короткого замыкания со следующими характеристиками: симметричный, 100 кА, предохранитель 630 A gG.

Предполагаемый действующий ток 100 кА дает следующий предполагаемый пиковый ток: 100 x 2,2 =220 кА.

Пиковый ток предохранителя 50 кА (см. рис. 2), представляющий 35% от предполагаемого пикового тока (см. рис. 2) ведет к сокращению незащищенной величины электродинамических сил на 13% (см. рис. 3) и уменьшению I2t до 2,1% своей величины (см. рис. 4).

Отсечка тока короткого замыкания

При отсечке тока короткого замыкания необходимо учитывать следующие два параметра:

•точное пиковое значение тока в защищаемой цепи;

•предполагаемое значение действующего тока, который может развиться при отсутствии в цепи предохранителей.

Примечание: При t преддуговое <5 мс (сеть 50 Гц) значение отсекаемого тока будет только одно. На графике отсекаемого тока приводится соотношение между этими двумя параметрами (см. стр. D.47 и D.49).

Чтобы определить максимальный ток (значение которого может расти в электрических цепях, защищенных предохранителями), необходимо выполнить следующее:

•рассчитать максимальный действующий ток короткого замыкания (см. стр. D.21);

•нанести это значение тока на график отключаемого тока и получить пиковое значение тока, соответствующее токовому номиналу предохранителя, защищающего цепь.

catec_036_a_1_gb_cat.

catec_037_a_1_gb_cat.

Рис. 2. Отсекаемый максимальный ток.

Выбор предохранителей «gG»и «aM»

При выборе системы защиты нужно принимать во внимание три параметра:

•характеристики электросети;

•характеристики установки;

•характеристики цепи.

Приведенные далее расчеты носят только информационный характер. Пожалуйста, обратитесь в компанию для проведения расчетов для вашего конкретного оборудования, используемого для решения отдельных прикладных задач.

Характеристики цепи

Использование предохранителя ограничено температурой воздуха (ta), окружающего устройство.

Ith u ≤ In x Kt

Характеристики электросети

Напряжение

Предохранитель нельзя использовать с действующим напряжением, превышающим его номинальное напряжение. Он нормально работает при более низком напряжении.

Частота

•f <5 Гц: рабочее напряжение (Ue) считается эквивалентным постоянному напряжению и Ue=Umax.

•5 ≤f <48 Гц:

Ue ≤ ku x Un

ku: коэффициент уменьшения номинального напряжения в соответствии с частотой.

•48 ≤f <1000 Гц: изменение номинального напряжения отсутствует.

Ток короткого замыкания

После определения значения, его нужно проверить (оно должно быть меньше разрывной мощности предохранителей):

•100 kA действующее значение для размеров 14 x 51, 22 x 58, T00, T0, T1, T2, T3, T4, T4A;

•50 kA действующее значение для размеров 10.3 x 38.

Ithu: рабочий тепловой ток: максимальный непрерывный ток, допускаемый устройством в течение 8 часов в определенных условиях работы;

In: номинальный ток предохранителя;

Kt: коэффициент, приведенный в таблице ниже.

Kt

Если предохранитель установлен в вентилируемом корпусе, необходимо перемножить величины Kt и Kv.

Пример: Предохранитель gG установлен в вентилируемом корпусе.

•температура внутри ограждения: 60° C;

•скорость воздуха: 2 м/с.

Kv =1 + 0.05 x 2 =1,1;

Kt =1,1 x 0,86 =0,95.

Характеристики цепи (продолжение)

Предупреждения при использовании на высотах >2000 м

•Отсутствует изменение номинального тока.

•Ограничена разрывная мощность. Пожалуйста, обратитесь к производителю.

•Рекомендуется изменение номинального размера.

Установка перед изолирующим трансформатором

При включении ненагруженного трансформатора происходит большой бросок тока. На первичной обмотке устанавливают предохранитель aM, способный выдержать повторные перегрузки. Вторичная обмотка защищается предохранителями gG.

Установка перед двигателем

За защиту двигателя обычно отвечает тепловое реле. Защита проводников, подводящих ток к двигателю, обеспечивается предохранителями aM или gG. В таблице A приведены номинальные мощности предохранителей, которые подбираются соответственно тепловому реле и с учетом мощности двигателя.

Примечание:

•Величина номинального тока двигателя варьируется среди производителей. В таблице A приведены стандартные величины.

•Предохранители aM с точки зрения применения предпочтительнее предохранителей gG .

•В случае частых запусков или в тяжелых условиях пуска (прямой запуск при токе >7 In в течение 2 или более секунд или запуск при токе >4 In в течение 10 или более секунд) рекомендуется выбирать больший размер, чем приведен в таблице. Тем не менее, необходимо проверить согласованность избирательности между предохранителем и прерывателем цепи (см. стр. D.52).

•Если предохранитель aM плавится, рекомендуется заменить предохранители во всех трех фазах.

Таблица A. Защита двигателей с помощью предохранителей aM.

Двигатель

Номиналный ток предохранителя

должен быть больше или равен двойному номинальному току конденсаторной установки.

In ≥ 2 Ιc

catec_118_a_1_x_cat.

Таблица. B. Номинальная мощность предохранителя для конденсаторной батареи 400В.

Параллельное соединение предохранителей

Единственное соединение, возможное между двумя предохранителями одного размера и мощности, - параллельное.

catec_119_a_1_x_cat.

Ithe = I’the x 2

Общий ограниченный пик Isc = = ограниченный пик I’sc x 1.59

Общий A2t = A’2t x 2.52

I2t: тепловое напряжение.

Использование при постоянном токе

Преддуговое время для постоянного тока совпадает с преддуговым временем для переменного тока. Временные–токовые характеристики и ток отсечки действительны при использовании предохранителей при переменном токе. С другой стороны, время горения дуги для постоянного тока значительно выше, так как отсутствует возврат к нулевому напряжению.

МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Рекомендуется использовать предохранители большего размера при тех же номиналах; размеры 10 x 38 и 14 x 51 предназначены для цепей ≤12A.

Для цепи с высокой индуктивностью рекомендуется последовательная установка предохранителей на положительном полюсе.

Использование предохранителей aM для постоянного тока невозможно.

Быстродействующие предохранители

Быстрые предохранители обеспечивают защиту от токов короткого замыкания. Они устроены таким образом, что полное рабочее время этих предохранителей меньше, чем у предохранителей gG и aM.

Данный тип предохранителей используется обычно для мощных полупроводниковых устройств (величина I2t быстродействующего предохранителя меньше I2t защищаемого полупроводникового устройства).

Необходимо избегать перегрузок (I ~ 2 n, t ≥100 секунд). В случае необходимости нужно установить другое устройство, которое обеспечило бы защиту от перегрузок.

Определение параметров быстродействующего предохранителя является довольно точной процедурой, которая в некоторых случаях может оказаться сложной для выполнения. Приведенный ниже метод представляет собой первый этап.

Пожалуйста, проконсультируйтесь с компанией по поводу конкретных вариантов использования.

Выбор быстродействующих предохранителей

Тепловое напряжение

Быстрые предохранители сконструированы для защиты полупроводниковых устройств.

У каждого полупроводникового устройства есть определенный максимальный I2t, представляющий собой важнейший фактор, который необходимо учитывать при выборе подходящего предохранителя в большей степени, чем тепловую мощность. Для эффективной защиты I2t для предохранителя должно быть на 20% меньше, чем I2t повреждения полупроводникового устройства. Пример: Диод 30 A/400В выдерживает максимальный I2t, равный 610 А2с. Максимальный I2t соответствующих быстродействующих предохранителей составит 610 -20% =488 A2с при 400В.

Напряжение

I2t (см. общий каталог) обычно дается для 660В. При другом напряжении требуется следующая поправка:

(i2 t) В = Kv x (i2 t) 660В

catec_033_a_1_gb_cat.

Рис.1. Поправочный коэффициент Kv.

Kv поправочный коэффициент для I2t;

Eg значение действующего рабочего напряжения.

Коэффициент мощности: Представленный в общем каталоге I2t дается для коэффициента мощности 0,15 (cos взятой по умолчанию цепи). Для остальных значений коэффициента мощности нужно умножить значение I2t на Kv.

Номинальный ток

После нахождения максимального I2t предохранителя следует принять во внимание значение номинального тока.

Пример: В предыдущем примере максимальный I2t быстродействующего предохранителя был задан таким образом: 488 A2с при 400В. При 660В это значение соответствует: 488/0,62 =787 A2с. Ток в цепи составляет 20A.

Обратите внимание, что в быстродействующем предохранителе 25A при 660В значение I2t составляет 560 A2с.

Руководство пользователя

Предохранители

Выбор быстродействующих предохранителей (продолжение)

Поправка с учетом температуры окружающего воздуха.

Номинальная мощность быстродействующего предохранителя представлена для температуры окружающего воздуха 20° C. Максимальный рабочий ток Ib рассчитывается так:

Ib = KTUR x (1 +0.05 v) x In

•In: номинальный ток предохранителя (A);

•s: скорость охлаждающего воздуха (м/с);

•KTUR:значение, приведенное на рис. 2, соответствует температуре воздуха возле предохранителя.

catec_034_a_1_gb_cat.

Рис.2. Поправочный коэффициент KTUR.

Последовательное соединение

Не рекомендуется при токе повреждения, недостаточном для того, чтобы расплавить предохранитель за время, меньшее 10 мс.

Параллельное соединение

Соединять параллельно можно предохранители одинаковой номинальной мощности и размера. Обычно это соединение производится компанией-изго- товителем.

При параллельном соединении необходимо уделять внимание тому, чтобы рабочее напряжение не превышало 90% от номинального напряжения предохранителя.

Цикличная перегрузка

Пожалуйста, обратитесь в нашу компанию.

Потеря мощности (в ваттах)

Об этом идет речь в общем каталоге: соответствует потере мощности при номинальном токе.

Для того, чтобы использовать ток Ib, отличный от In, потерю мощности в ваттах, нужно умножить на величину Kp, приведенную ниже на графике.

catec_035_a_1_gb_cat.

Рис. 3. Значение поправки Kp.

Kp: значение поправки на потери;

Ib: действующее значение токовой нагрузки в % от номинального тока.