Как рассчитывается номинальный ток плавкой вставки предохранителя

2.2 Расчет токов плавких вставок предохранителей и их выбор

При расчёте тока плавкой вставки предохранителя необходимо руководствоваться условиями:

– если в линию включена силовая нагрузка, например электродвигатель, то номинальный ток плавкой вставки предохранителя I_вст должен быть равен или больше величины пускового тока I _пуск электродвигателя, поделённой на 2,5

– должна быть соблюдена избирательность защиты линий, т.е. каждый предохранитель должен срабатывать только тогда, когда повреждение

произойдёт на защищаемом им участке электропроводки. Обычно предохранители с плавкими вставками устанавливают в начале участка и при изменении сечения проводов.

Расчёт ведём согласно методике, указанной в [6]

Расчётный ток для трёх фазной четырёх и трёх проводной сети:

где: Р_у = М₃ + М­₄ =120 + 1100 = 1220 Вт – установленная мощность

К_с = 0,95 – коэффициент спроса

U_л = 380В – линейное напряжение

М₃= 120Вт – потребляемая мощность двигателя электронасоса

М₄= 1100Вт – мощность электродвигателя гидронасоса суппорта

Пусковой ток электродвигателя главного привода токарно-винторезного станка 1К62:

где: К_пуск = 4,8 – коэффициент пуска

I_р = 1,85А – расчётный ток

I_пуск = 4,8 * 1,85 = 8,88А

Ток плавкой вставки предохранителя:

I_вст ≥ I _пуск ∕ 2,5 = 8,88 / 2,5 = 3,55А

По шкале номинальных токов плавких вставок согласно таблице 4 принимается ток плавкой вставки: I_вст = 4 А.

Таблица 4 — Данные для выбора плавких вставок предохранителей в силовых цепях

Сечение проводов и кабелей,мм 2

Ответвление при прокладке их

Магистрали при прокладке их

Расчет плавких вставкок для предохранителей

Плавкие вставки для предохранителей всегда перегорают в неподходящий момент. И что мы делаем? Конечно! Делаем из него «жука». Если это сделать неправильно, можно навлечь на себя беду. Для того, чтобы правильно и безопасно восстановить плавкую вставку нужно всего лишь выбрать правильный диаметр используемой проволоки. Ниже приведен расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей по таблице.

Ток плавле- ния, А	Диаметр, мм
	Медь	Алюминий	Никелин	Железо	Олово	Свинец
0,5	0,03	0,04	0,05	0,06	0,11	0.13
1	0,05	0,07	0,08	0,12	0,18	0,21
2	0,09	0,1	0,13	0,19	0,29	0,33
3	0,11	0,14	0,18	0,25	0,38	0,43
4	0,14	0,17	0,22	0,3	0,46	0,52
5	0,16	0,19	0,25	0,35	0,53	0,6
6	0,18	0,22	0,28	0,4	0,6	0,68
7	0,2	0,25	0,32	0,45	0,66	0,75
8	0,22	0,27	0,34	0,48	0,73	0,82
9	0,24	0,29	0,37	0,52	0,79	0,89
10	0,25	0,31	0,39	0,55	0,85	0,95
15	0,32	0,4	0,52	0,72	1,12	1,25
20	0,39	0,48	0,62	0,87	1,35	1,52
25	0,46	0,56	0,73	1	1,56	1,75
30	0,52	0,64	0,81	1,15	1,77	1,98
35	0,58	0,7	0,91	1,26	1,95	2,2
40	0,63	0,77	0,99	1,38	2,14	2,44
45	0,68	0,83	1,08	1,5	2,3	2,65
50	0,73	0,89	1,15	1,6	2,45	2,78
60	0,82	1	1,3	1,8	2,80	3,15
70	0,91	1,1	1,43	2	3,1	3,5
80	1	1,22	1,57	2,2	3,4	3,8
90	1,08	1,32	1,69	2,38	3,64	4,1
100	1,15	1,42	1,82	2,55	3,9	4,4
120	1,31	1,6	2,05	2,85	4,45	5
140	1,45	1,78	2,28	3,18	4,92	5,5
160	1,59	1,94	2,48	3,46	5,38	6
180	1,72	2,10	2,69	3,75	5,82	6,5
200	1,84	2,25	2,89	4,05	6,2	7
225	1,99	2,45	3,15	4,4	6,75	7,6
250	2,14	2,6	3,35	4,7	7,25	8,1
275	2,2	2,8	3,55	5	7,7	8,7
300	2,4	2,95	3,78	5,3	8,2	9,2

Диаметр плавкой вставки предохранителя выбирают в зависимости от тока плавления. За ток плавления обычно принимают значение тока в два раза превышающий номинальный ток. Т.е. если Ваше устройство потребляет ток 1А, ток плавления принимаем 2А. И согласно нему выбираем диаметр проволоки. В данном случае медь 0,09мм или алюминий 0,1мм.

Плавкая вставка не перегорает мгновенно, для этого требуется некоторое время, пусть даже очень малое. Поэтому, кратковременные перегрузки (например, пусковые токи) не вызывают разрушения плавкой вставки.

Плавкая вставка, даже небольшого диаметра, толщиной всего 0,2мм, при перегорании может разлетаться на мелкие части. Часть металла испаряется, часть разбрызгивается расплавленными каплями. Разлетающиеся части плавкой вставки имеют температуру близкую к температуре плавления материала, из которого они сделаны и могут нанести вред оборудованию или находящимся рядом людям. Поэтому, плавкая вставка обязательно должна быть в корпусе, который сможет противостоять воздействиям при разрушении плавкой вставки. В зависимости от номинала плавких вставок, корпуса изготавливают из пластмассы, стекла, керамики.

Плавкие вставки можно так же рассчитать по предложенной ниже методике.

Расчёт проводников для плавких предохранителей

Ток плавления проводника для применения в плавкой вставке (предохранителе) можно рассчитать по формулам:

где: d – диаметр проводника, мм; k – коэффициент, зависящий от материала проводника согласно таблице.

где: m – коэффициент, зависящий от материала проводника согласно таблице.

Формула (1) применяется для малых токов (тонкие проводники d=(0,02 – 0,2) мм), а формула (2) для больших токов (толстые проводники). Таблица коэффициентов.

Диаметр проводника для использования в плавком предохранителе рассчитывается по формулам: Для малых токов (тонкие проводники диаметром от 0,02 до 0,2 мм):

Для больших токов (толстые проводники):

Количество теплоты выделяемое на плавкой вставке рассчитывается по формуле:

где: I – ток, текущий через проводник; R – сопротивление проводника; t – время нахождения плавкой вставки под током I.

Сопротивление плавкой вставки рассчитывается по формуле:

где: p– удельное сопротивление материала проводника; l – длина проводника; s – площадь сечения проводника.

Для упрощения расчетов сопротивление принимается постоянным. Рост сопротивления плавкой вставки вследствие повышения температуры не учитываем.

Зная количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки, можно рассчитать время расплавления по формуле:

где: W — количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки; I — ток плавления; R — сопротивление плавкой вставки.

Количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки рассчитывается по формуле:

где: лямбда 🙂 — удельная теплота плавления материала из которого сделана плавкая вставка; m — масса плавкой вставки.

Масса плавкой вставки круглого сечения рассчитывается по формуле:

где: d — диаметр плавкой вставки; l — длина плавкой вставки; p — плотность материала плавкой вставки.

Я для себя сделал небольшую html страничку — памятку с автоматизированным расчетом диаметра плавкой вставки.

Коментарі:
Алік говорить:
08.01.2024 13:09

Щиро дякую. На скільки менше клопотів стало .

Как рассчитать ток плавкой вставки для трансформатора по стороне ВН

В электрических сетях нередко возникают аварийные ситуации, которые могут вывести из строя дорогостоящее оборудование, одним из элементов которого является трансформатор. Для того чтобы защитить трансформатор от повреждения необходимо установить защиту от сверхтоков.

Высоковольтный предохранитель – один из вариантов защиты силового трансформатора от повреждения. Он осуществляет разрыв электрической цепи (разрушение плавкой вставки) при превышении тока выше допустимого значения (номинала предохранителя).

Высоковольтный предохранитель защитит обмотку трансформатора только в том случае, если он был правильно выбран по току. Рассмотрим, как рассчитать ток для плавкой вставки для трансформатора по стороне высокого напряжения (ВН).

При выборе предохранителя в первую очередь нужно учитывать класс напряжения: номинальное напряжение предохранителя должно быть равно классу напряжения электрической сети. Установка высоковольтного предохранителя на номинальное напряжение ниже напряжения питающей сети приведет к пробою или перекрытию изоляции, что в свою очередь приведет к междуфазному короткому замыканию. Также запрещается устанавливать предохранители на напряжение ниже номинального для предохранителя – это может привести к возникновению перенапряжений при коротком замыкании.

Выбор плавкой вставки по номинальному току отключения

Номинальный ток отключения (срабатывания) предохранителя должен быть не меньше максимального значения тока короткого замыкания для точки электрической сети, где будет установлен предохранитель. Для силового трансформатора это ток трехфазного замыкания на выводах обмотки высокого напряжения – места установки плавких предохранителей.

При расчете тока короткого замыкания учитывается наиболее тяжелый режим, с минимальным сопротивлением до места предполагаемого повреждения.

Токи короткого замыкания рассчитывают индивидуально с учетом всей схемы питающей электросети.

Предохранители для защиты трансформатора по стороне ВН выпускают на номинальный ток отключения (предельно отключаемый ток) в диапазоне 2,5-40 кА.

Если нет данных о величине токов короткого замыкания на участке электросети, то рекомендуется выбирать максимальное значение номинального тока отключения для плавкой вставки.

Выбор номинального тока плавкой вставки предохранителя

Высоковольтный предохранитель защищает обмотку высокого напряжения силового трансформатора не только от коротких замыканий, но и от перегрузки, поэтому при выборе плавкой вставки необходимо учитывать и номинальный рабочий ток.

При выборе номинального тока плавкой вставки нужно учитывать несколько факторов. Во-первых, силовой трансформатор в процессе работы может подвергаться кратковременным перегрузкам.

Во-вторых, при включении трансформатора возникают броски тока намагничивания, которые превышают номинальный ток первичной обмотки.

Также нужно обеспечить селективность работы с защитой, установленной на стороне низкого напряжения (НН) и на отходящих линиях потребителей. То есть в первую очередь должны срабатывать автоматические выключатели (предохранители) на стороне низкого напряжения отходящих линий, которые идут непосредственно на нагрузку к потребителям.

Если эта защита по той или иной причине не срабатывает, то должен сработать автомат (предохранитель) ввода стороны НН силового трансформатора. Предохранители на стороне ВН в данном случае — это резервирующая защита, которая должна срабатывать в случае перегрузки обмотки низкого напряжения и отказе защит со стороны НН.

Исходя из вышеперечисленных требований, плавкая вставка выбирается по двухкратному номинальному току обмотки высокого напряжения.

Таким образом, высоковольтные предохранители, установленные на стороне ВН, защищают от повреждений участок электрической цепи до ввода трансформатора, а также от внутренних повреждений самого силового трансформатора. А предохранители (автоматические выключатели) со стороны НН силового трансформатора защищают сам трансформатор от перегрузок выше допустимого предела, а также от коротких замыканий в сети низкого напряжения.

Номинальный ток обмоток силового трансформатора указывается в его паспортных данных.

Как рассчитать ток для плавкой вставки, если известна только номинальная мощность силового трансформатора?

Если известен тип трансформатора, то самый простой способ — найти ток, воспользовавшись справочными данными по силовым трансформаторам одного из производителей, так как все трансформаторы выпускают, как правило, по стандартному ряду номинальных мощностей и соответственно со схожими характеристиками.

Либо можно воспользоваться нижеприведенной таблицей рекомендуемых значений номинальных токов плавких вставок предохранителей для трехфазных силовых трансформаторов 6/0,4 и 10/0,4 кВ:

Предохранители для защиты трансформатора напряжения по стороне ВН

Трансформаторы напряжения 110 кВ и выше защищают только по стороне низкого напряжения автоматами или предохранителями. Для трансформаторов напряжения 6, 10 и 35 кВ расчет тока для плавкой вставки не производится.

Предохранитель для защиты трансформатора напряжения по стороне ВН выбирается только по классу напряжения. Для каждого класса напряжения выпускают специальные предохранители типа ПКН (ПН) – 6, 10, 35 (в зависимости от класса напряжения), они применяются исключительно для защиты трансформаторов напряжения.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Как рассчитывается номинальный ток плавкой вставки предохранителя

05.04.2024, Пятница, 20:16

Сайт преподавателя КПК:
Информационные технологии, Компьютерная графика, Физика

Сайт оплачен —> —>

Принципы работы плавких предохранителей в электрических цепях

Цель: рассчитать предохранители для защиты электрической сети с напряжением 220 В, питающей осветительные и электронагревательные приборы.

1. Краткое теоретическое описание.

Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока. Если по той или иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут значительно нагреться, а покрывающая их изоляция – воспламениться.

Причиной значительного увеличения силы тока в сети может быть или одновременное включение мощных потребителей тока, например электрических плиток, или короткое замыкание.Коротким замыкание называют соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать причиной пожара. Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранители.

Назначение предохранителей – сразу отключить линию, если сила тока вдруг окажется больше допустимой нормы. Рассмотрим устройство предохранителей, применяемых в квартирной проводке. Главная часть предохранителя — проволока из легкоплавкого металла (например, из свинца), проходящая внутри фарфоровой пробки. Пробка имеет винтовую нарезку и центральный контакт. Нарезка соединена с центральным контактом свинцовой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки.

Свинцовая проволока представляет, таким образом, часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определенную силу тока. Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой.

Предохранители с плавящимся проводником называют плавким предохранителем.

Плавкие предохранители должны обеспечивать нормальную работу электроприемников при длительном прохождении по ним номинального тока и немедленно отключать их при перегрузках и коротких замыканиях. Поэтому предохранители выбирают с учетом следующих обстоятельств:

1) номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять требованию I_вст. > = I_р ,

где I _р – расчетный ток на защищенном участке цепи;

2) каждый предохранитель должен срабатывать лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание на участке цепи, который он защищает, т.е. предохранители должны работать избирательно (селективно).

1. Порядок выполнения работы.

1. Соберите электрическую цепь, изображенную на рисунке:
2. Выберите напряжение генератора сети равным 220 В, мощности электрических лампочек – 60 и 150 Вт, а рабочее напряжение – 240 В. Выберите мощности электронагревательных приборов – 600 и 1000 Вт, а рабочее напряжение – 240 В.
3. Определите расчетный ток для каждого электроприемника по формуле I = P/U . Результаты занесите в таблицу.
4. Рассчитайте номинальные значения токов плавких предохранителей, защищающих отдельно электроосветительную сеть (Пр.3) и сеть, питающую электронагревательные приборы (Пр.2), а также ток для общего предохранителя (Пр.1), защищающего все электрические приборы.
5. Замкните ключи К1 и К4, К5. Убедитесь, что лампы загорелись, а предохранители Пр.1 и Пр.3 не перегорают.
6. Замкните ключи К1 и К2, К3. Убедитесь, что нагреватели включились, а предохранители Пр.1 и Пр.2 не перегорают.
7. Замкните все ключи. Убедитесь, что все электроприборы включились, а все предохранители не перегорают.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Какова цель установки предохранителей в электрических цепях?

3.2. Как рассчитывается номинальный ток плавкой вставки предохранителя?

3.3. Почему правилами техники безопасности запрещается установка так называемых «жучков» — случайно выбранных проводников вместо целых предохранителей?