Автоматичні вимикачі

Захисні характеристики автоматичних вимикачів мають більш точні параметри, ніж запобіжники, та багатократність спрацювання, тому вони, незважаючи на більшу вартість, мають значно ширше використання. Струм вставки миттєвого спрацювання, зазвичай, становить 7÷9 І_н..роз. Гарантований струм спрацювання теплових розчеплювачів становить 1,3÷1,4 І_{н..розч..}

Вибір автоматичного вимикача полягає у виконанні вимоги:

І_{ном. авт.} та І_{н..розч.} ≥ І_{н. дв.}

Струм уставки електромагнітного розчеплювача, який захищає двигун від коротких замикань, приймається:

І_{уст. ел. маг.} = (1,4÷1,8) І_пуск.

Для групи двигунів:

І_{уст. ел. маг.} = (1,4÷1,8) (∑ І_{н. дв.} + (І¹_пуск. – І¹_{н. дв.}));

де І¹_пуск. – І¹_{н. дв.} – різниця між пусковим та номінальним струмами найпотужнішого двигуна.

Номінальний струм теплового та комбінованого розчеплювачів для двигунів з легким пуском повинен бути:

І_{н..розч.} ≥ І_{н. дв.};

при цьому необхідно враховувати, що теплові розчеплювачі не захищають від перевантажень двигуни повторно-короткочасного режиму роботи, а при використанні автоматичних вимикачів, які мають тільки електромагнітні розчеплювачі, необхідно завищувати переріз проводів та кабелів, прокладених до електроспоживача (Ідоп. при виборі провідників згідно з ПУЕ гл.1.3). Тому, для провідників, які захищаються такими автоматами, використовується формула:

_Ідоп. ≥ 2 / 9 І_{уст. ел. маг.}

Для більшості автоматів уставка електромагнітного захисту становить 9÷11 номінального струму розчеплювача, тому, за наявності автомата тільки з електромагнітним розчеплювачем, необхідно вибирати провідники на допустимий струм у 2 рази більший, ніж при використанні автомата з комбінованим або тепловим розчеплювачем, вибір якого виконується згідно з формулою:

І_{н..розч.} ≥ _{Ін. дв.}

Перевантаження

Оскільки запобіжники через великі розбіжності у захисних характеристиках вставки, не завжди адекватно реагують на струми перевантаження, а саме: при струмах, які перевищують номінальні на 20÷30%, вставка може не перегорати невизначено довго. Крім того, часто ставлять запобіжники і автомати на групу двигунів, вибираючи при цьому вставку за струмом двигуна найбільшої потужності.

Виходячи з вищевикладеного, для двигунів з довготривалим режимом роботи (робочий період яких більше 30 хв.) з метою їх захисту від нагріву до небезпечних температур при перевантаженнях доцільно у коло живлення електродвигуна встановлювати теплові реле. Найчастіше теплові реле встановлюють у магнітний пускач чи контактор.

Теплові реле використовуються також і для захисту двигуна від роботи на двох фазах (при перегоранні запобіжника у одній фазі чи пошкодженні фазного проводу). Тому їх встановлюють у дві фази після магнітного пускача, а розмикаючі контакти послідовно у коло котушки магнітного пускача.

Характеристикою теплового реле є залежність часу спрацювання реле від струму нагрівання І_нагр, який проходить через нагрівальний елемент. При збільшенні струму нагрівання понад номінальний струм нагрівача, реле спрацює тим швидше, чим більший струм нагрівання.

Реле не повинне спрацьовувати при пуску двигуна та короткочасних перевантаженнях. При перевантаженні на 25% реле спрацьовує приблизно через 20-30 хв.

Виходячи з цього, і вибирається нагрівач:

І_{н. реле} ≥ І_{н. нагр.} ≈ І_{н. дв.},

де І_{н. реле} – номінальний струм реле (найбільший струм нагрівача, який може бути встановлений у даному реле);

І_{н. нагр.} – номінальний струм нагрівача (найбільший струм, при якому реле не спрацьовує).

Налагодження реле виконується за формулою:

І_{н. дв.} / (0,75÷0,8) > І_{н. нагр.} > І_{н. дв.} / (1,15÷1,25).

При виборі реле необхідно керуватись тим, що двигун і теплове реле можуть працювати при різних температурах навколишнього середовища. Так, якщо температура повітря біля двигуна на 15-20 0С вища, ніж біля реле, вибирається реле на номер менше, і навпаки, якщо температура біля двигуна нижча на 15-20 С - на номер більше. Це правило справедливе для температур у межах 10-35 С.

Вибрані таким чином реле досить надійно захищають електродвигуни від довготривалих перевантажень що перевищують І_ном на 20-25%.

Більшість теплових реле не захищають двигун від коротких замикань, вони самі потребують такого захисту, тому що нагрівач реле перегорить швидше, ніж реле вимкне двигун. Тому установка теплових реле допускається тільки за наявності максимального миттєвого захисту (запобіжники, автоматичні вимикачі).