Аппараты защиты следует размещать так, чтобы:
1) обеспечивалось удобство обслуживания;
2) отсутствовала возможность их механических повреждений;
3) при операциях с ними или при их действии не возникала опасность для обслуживающего персонала;
4) они были доступны для обслуживания только квалифицированному персоналу, если у них имеются открытые токоведущие части;
5) 
обеспечивалась селективность (избирательность) их действия. Это значит, что при КЗ на каком-либо участке сети должен сработать защитный аппарат только этого поврежденного участка. Например, на рисунке 8 показана схема защиты сети предохранителями. Говорят, что селективность обеспечивается, если в КЗ в точке К раньше других перегорает плавкая вставка предохранителя F2, рассчитанная на меньший ток(IПЛ.ВСТ.2<IПЛ.ВСТ.1).
Селективность выполняется, если:
1) предохранители F 1 и F 2 одного типа и токи их плавких вставок отличаются на две или более ступени шкалы; 2) предохранители F 1 и F 2 разного типа и токи их плавких вставок отличаются на три или более ступеней шкалы.
Если для защиты линий, идущих от подстанции к распределительным пунктам, используются автоматы, то для обеспечения селективности они должны иметь выдержку времени перед срабатыванием. Такие автоматы так и называют селективными.
Рисунок 8 – Схема защиты сети предохранителями.
Урок №18
Тема: «Защита электрических сетей в установках напряжением до 1 кВ».
3. Выбор предохранителей.
Предохранитель предназначен для защиты от токов КЗ. Он состоит из патрона и плавкой вставки. Основными характеристиками предохранителя являются:
1) номинальное напряжение предохранителя UНОМ.ПР;
2) номинальный ток предохранителя (патрона) IНОМ.ПАТР;
3) номинальный ток плавкой вставки IПЛ.ВСТ – это наибольший ток при длительном протекании которого вставка не плавится.
Выбор предохранителей производят по условиям:
UНОМ.ПР 
UСЕТИ
IНОМ.ПАТР IР
IПЛ.ВСТ IР
IПЛ.ВСТ 
К=2,5 – при легких условиях пуска двигателя;
К=1,6 – при тяжелых условиях пуска двигателя.
U СЕТИ –напряжение сети;
I Р – максимальный расчетный ток (см. Урок №8);
I ПИК – пиковый ток (см. Урок №15).
Последнее условие не используется при выборе предохранителей для электроустановок, не имеющих пускового тока, например, для печей и т.п.
Для сварочных трансформаторов ток плавкой вставки выбирают по условию:
IПЛ.ВСТ 1,2*IНОМ* 
Время срабатывания предохранителя зависит от величины тока. Чем больше отношение 
(где IK – ток КЗ), тем быстрее сгорает вставка и тем лучше, т.к. то КЗ не успевает оказать разрушающее действие на электрическую сеть. Поэтому можно сделать вывод: IПЛ.ВСТ следует выбирать как можно меньшим.
Надежная защита сети обеспечивается, если выполняется условие:
- для помещений с невзрывоопасной средой;
- для помещений с взрывоопасной средой.
Расчет тока КЗ не прост и может занять значительное время, поэтому было установлено, что указанное выше условие можно не проверять, если выполняется следующее:
- для сетей, не требующих защиты от перегрузки;
- для сетей, требующих защиты от перегрузки при отсутствии взрывоопасной среды или при использовании кабелей с бумажной изоляцией;
- для остальных сетей, требующих защиты от перегрузки;
где I Д – длительно допустимый ток проводника, который защищается этим предохранителем.
4. Выбор автоматов
Автоматический выключатель (автомат) представляет собой сочетание выключателя и расцепителя. Расцепитель – это специальное реле, которое отключает автомат, когда ток превышает определенное значение. Расцепители бывают следующих видов:
1) тепловой – защищает от перегрузок;
2) электромагнитный – защищает от КЗ;
3) комбинированный – состоит из теплового и электромагнитного.
Основными характеристиками автоматов являются:
1) номинальное напряжение автомата UНОМ.А;
2) номинальное ток автомата IНОМ.А;
3) номинальное ток расцепителя IНОМ.РАСЦ – это ток, при длительном протекании которого, расцепитель не срабатывает;
4) ток уставки расцепителя IУСТ.Т, IУСТ.Э – это наименьший ток, при котором срабатывает расцепитель.
Выбор автоматов производят по условиям:
UНОМ.А UСЕТИ
IНОМ.А IР
IНОМ.РАСЦ IР
IУСТ.Т Z*IР
IУСТ.Э (1,2¸1,3)*IПИК
Z=1,25 – для одного ЭП;
Z=1,1 – для группы ЭП.
Надежная защита сети обеспечивается, если выполняется условие:
-для помещений с невзрывоопасной средой;
-для помещений с взрывоопасной средой.
Если автомат имеет только электромагнитный расцепитель, то должно выполняться:
- при IНОМ.А 
100 А;
- при IНОМ.А>100 А.
Также как и в случае с предохранителями расчет тока КЗ можно не производить, если выполняется следующее:
,
где I Д – длительно допустимый ток проводника, который защищается этим автоматом;
а – коэффициент, значение которого определяется по таблице 4.
Таблица 4 – Значение коэффициента а
| Тип расцепителя автомата | Сеть, защищаемая от КЗ и перегрузок | Сеть, защищаемая только от КЗ | ||
| Проводники с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией | Кабели с бумажной изоляцией | |||
| взрывоопасные помещения | Невзрывоопасные помещения | |||
| только электромагнитный | 0,8 | 1 | 1 | 4,5 |
| тепловой нерегулируемый | 1 | 1 | 1 | 1 |
| тепловой регулируемый | 1 | 1 | 1,25 | 1,25 |
Урок №19
Практическое занятие №3 – Выбор защитных аппаратов для электроустановок напряжением до 1 кВ.
Задача №1
Для привода механизма используется асинхронный двигатель (АД), который имеет следующие технические данные: РНОМ=45 кВт; hНОМ=91%; cosjНОМ=0,9; lП=7,5. Выбрать предохранители для защиты данного двигателя, если известно, что для питания используется кабель марки АВВГ.
Решение:
1. Определяем номинальный ток двигателя: 
2. Соблюдая условие IНОМ IД по таблице 2.8 стр. 43 /1/ принимаем сечение кабеля равным 50 мм2 - IД=110*0,92=101,2 А.
3. Определяем пусковой ток ЭП:
IПУСК=lП* IНОМ=7,5*83,5=626 А
4. Определяем расчетный ток плавкой вставки:
IПЛ.ВСТ.РАСЧ= 
5. Соблюдая условия UНОМ.ПР UСЕТИ; IНОМ.ПАТР IНОМ; IПЛ.ВСТ IПЛ.ВСТ.РАСЧ по таблице 3.5 стр.139 /2/ выбираем предохранитель типа ПН2 – 400, для которого IНОМ.ПАТР=400 А, IПЛ.ВСТ=300 А.
6. Вычисляем отношение: 
,
значит, предохранители обеспечивают надежную защиту.
Задача №2
Решить задачу №1 при условии, что для защиты двигателя используется автомат.
Решение:
1. Определяем номинальный ток двигателя:
2. Соблюдая условие IНОМ IД по таблице 2.8 стр. 43 /1/ принимаем сечение кабеля равным 50 мм2 - IД=110*0,92=101,2 А.
3. Определяем пусковой ток ЭП:
IПУСК=lП* IНОМ=7,5*83,5=626 А
4. Соблюдая условия UНОМ.А UСЕТИ; IНОМ.А IНОМ; IНОМ.РАСЦ IНОМ; IУСТ.Т 1,25*IНОМ; IУСТ.Э 1,2*IПУСК по таблице 3.7 стр.146 – 151 /2/ выбираем автомат типа А3710Б, для которого IНОМ.А=160 А, IНОМ.РАСЦ=100 А, IУСТ.Т=125 А, IУСТ.Э=1600 А.
5. Находим отношение: 
,
значит, автомат обеспечивает надежную защиту.
Заметим, что в таблице 3.7 стр.146 – 151 /2/ не указано значение тока уставки теплового расцепителя I УСТ.Т. Однако, известно, что для автоматов серии А3700 значение этого тока в 1,25 раза превышает номинальный ток расцепителя I НОМ.РАСЦ, а поскольку в рассмотренном примере I НОМ.РАСЦ =100 А, то I УСТ.Т =1,25*100=125 А. Узнать во сколько раз превышает ток уставки теплового расцепителя номинальный ток расцепителя для автоматов других типов можно по таблице 24 – 4 стр.598 – 604 /3/. По этой же таблице можно узнать во сколько раз превышает ток уставки электромагнитного расцепителя номинальный ток расцепителя для автоматов разных типов. Это может быть необходимо, когда в таблице, по которой вы производите выбор автомата, отсутствует значение I УСТ.Э.
Задача №3
Стационарный сварочный трансформатор имеет следующие технические данные: SНОМ=100 кВА; ПВ=25%. Выбрать предохранители, если известно, что питание осуществляется проводами марки АПВ, проложенными в трубе.
Решение:
1. Определяем номинальный ток ЭП:
2. Так как ПВ 
40% и ориентировочно сечение больше 10 мм2, то его выбор производим по условию: IНОМ 
. По таблице 2.7 стр. 42 /1/ выбираем сечение 35 мм2, для которого 
3. Определяем расчетный ток плавкой вставки:
IПЛ.ВСТ.РАСЧ=1,2*IНОМ* =1,2*151,9* 
=91,14 А.
4. Соблюдая условия UНОМ.ПР 
UСЕТИ; IНОМ.ПАТР IНОМ; IПЛ.ВСТ IПЛ.ВСТ.РАСЧ по таблице 3.5 стр.139 /2/ выбираем предохранитель типа ПН2 – 250, для которого IНОМ.ПАТР=250 А IПЛ.ВСТ=100 А.
5. Вычисляем отношение: 
,
значит, предохранители обеспечивают надежную защиту.
Задача №4
Нагревательное устройство имеет следующие данные: РНОМ=17 кВт; cosjНОМ=0,95. Выбрать предохранители, если для питания используются провода марки АПВ, проложенные в трубе.
Решение:
1. Определяем номинальный ток ЭП:
2. Соблюдая условие IНОМ IД по таблице 2.7 стр. 42 /1/ принимаем сечение проводов равным 4 мм2 - IД=28 А.
3. Соблюдая условия UНОМ.ПР UСЕТИ; IНОМ.ПАТР IНОМ; IПЛ.ВСТ IНОМ по таблице 3.5 стр.139 /2/ выбираем предохранитель типа НПН – 60М, для которого IНОМ.ПАТР=60 А, IПЛ.ВСТ=35 А.
4. Вычисляем отношение: 
,
значит, предохранители обеспечивают надежную защиту.
Таблица 3 – Исходные данные к домашней контрольной работе №3 по электроснабжению
| № вар | Задача №1,2 | Задача №3 | ||||||
| РНОМ, кВт | cosjном | hном, % | lП | SНОМ, кВА | ПВ, % | РНОМ, кВт | cosjном | |
| 1 | 100 | 0,88 | 90,5 | 7 | - | - | 5 | 0,95 |
| 2 | 75 | 0,88 | 90 | 6,5 | 10 | 15 | - | - |
| 3 | 55 | 0,9 | 90 | 7 | - | - | 10 | 0,95 |
| 4 | 40 | 0,9 | 89 | 7 | 10 | 25 | - | - |
| 5 | 30 | 0,9 | 88,5 | 7 | - | - | 15 | 0,95 |
| 6 | 22 | 0,9 | 87,5 | 7 | 10 | 40 | - | - |
| 7 | 17 | 0,9 | 87 | 7 | - | - | 20 | 0,95 |
| 8 | 13 | 0,88 | 87,5 | 7 | 10 | 60 | - | - |
| 9 | 10 | 0,88 | 87 | 7 | - | - | 25 | 0,95 |
| 10 | 7,5 | 0,88 | 85,5 | 7 | 16 | 15 | - | - |
| 11 | 5,5 | 0,88 | 85 | 7 | - | - | 30 | 0,95 |
| 12 | 4 | 0,88 | 84 | 7 | 16 | 25 | - | - |
| 13 | 3 | 0,88 | 82 | 7 | - | - | 35 | 0,95 |
| 14 | 55 | 0,78 | 90 | 6 | 16 | 40 | - | - |
| 15 | 40 | 0,76 | 89,5 | 6 | - | - | 40 | 0,95 |
| 16 | 30 | 0,84 | 89,5 | 6 | 16 | 60 | - | - |
| 17 | 22 | 0,83 | 88,5 | 6 | - | - | 7 | 1 |
| 18 | 17 | 0,8 | 88 | 6 | 25 | 15 | - | - |
| 19 | 13 | 0,79 | 87 | 6 | - | - | 12 | 1 |
| 20 | 10 | 0,77 | 84,5 | 6 | 25 | 25 | - | - |
| 21 | 7,5 | 0,76 | 83 | 6 | - | - | 17 | 1 |
| 22 | 5,5 | 0,7 | 83 | 6 | 25 | 40 | - | - |
| 23 | 4 | 0,7 | 82 | 5,5 | - | - | 22 | 1 |
| 24 | 3 | 0,7 | 78 | 4,5 | 25 | 60 | - | - |
| 25 | 2,2 | 0,7 | 76,5 | 4,5 | - | - | 27 | 1 |
| 26 | 40 | 0,73 | 88 | 5,5 | 40 | 15 | - | - |
| 27 | 30 | 0,73 | 87,5 | 5,5 | - | - | 32 | 1 |
| 28 | 22 | 0,73 | 87 | 5,5 | 40 | 25 | - | - |
| 29 | 17 | 0,72 | 86 | 5,5 | - | - | 37 | 1 |
| 30 | 90 | 0,76 | 93 | 5 | 40 | 40 | - | - |
| 31 | 75 | 0,73 | 92,5 | 5 | - | - | 42 | 1 |
| 32 | 55 | 0,71 | 91,5 | 5 | 40 | 60 | - | - |
