Аппараты защиты: назначение, виды, классификация, технические характеристики, установка, особенности эксплуатации, настройки и ремонта

«01» декабря 2022 г.

ВИДЫ АППАРАТЫ

Для защиты электрооборудования (электроустановок) и электрических линий, начиная от ЛЭП и заканчивая домашней проводкой используются различные виды устройств, отличающихся:

• назначением;
• принципом действия;
• конструктивным исполнением.

Действие защиты может быть направлено на предупреждение выхода электрооборудования (линии) из строя или предотвращения последствий уже возникшей неисправности.

В качестве примера для первого случая можно привести такое устройство как реле напряжения, отключающее электрооборудования при выходе напряжения электросети за установленные пределы, причем как в сторону увеличения, так и уменьшения.

Во втором – это будет автоматический выключатель, отключающий электропроводку при возникновении короткого замыкания.

Другие виды рассматриваемого оборудования обеспечивают защиту жизни и здоровья людей, например от поражения электрическим током. Это устройства защитного отключения (УЗО) и дифавтоматы. Последние, кстати, защищают как от замыкания, так и перегрузок по току.

Основные требования к приспособлениям

Для того чтобы прибор мог успешно эксплуатироваться, он должен удовлетворять следующим требованиям:

• Аппараты защиты ни в коем случае не должны иметь температуру сверх допустимой для них под нормальной нагрузкой электрической сети или электрического оборудования.
• Прибор не должен отключать оборудование от питания во время кратковременных перегрузок, к которым часто относится пусковой ток, ток при самозапуске и т. д.

При выборе плавких вставок для предохранителей необходимо основываться на номинальном токе в участке цепи, который и будет защищать данное устройство. Это правило выбора аппаратов защиты актуально в любом случае при выборе любого приспособления для защиты. Также важно понимать, что при длительном перегреве защитные качества значительно снижаются. Это негативно сказывается на приборах, так как в момент критической нагрузки они могут, к примеру, просто не отключиться, что приведет к аварии.

Аппараты защиты должны обязательно отключать сеть при возникновении длительных перегрузок внутри этой цепи. При этом должна обязательно соблюдаться обратная зависимость от тока по времени выдержки.

В любом случае устройство защиты должно отключать цепь в конце при возникновении короткого замыкания (КЗ). Если КЗ происходит в однофазной цепи, то отключение должно происходить в сети с глухозаземленной нейтралью. Если короткое замыкание происходит в двухфазной цепи, то в сети с изолированной нейтралью.

У аппаратов защиты электрических цепей имеется отключающая способность I пр. Значение этого параметра должно соответствовать току короткого замыкания, который может возникнуть в начале защищаемого участка. Если же это значение будет ниже, чем максимально возможный ток КЗ, то процесс отключения участка цепи может не произойти вовсе или же произойти, но с задержкой. Из-за этого могут быть повреждены не только приборы, подключенные к этой сети, но и сам аппарат защиты электрической цепи. По этой причине коэффициент отключающей способности должен быть больше или же равен максимальному току короткого замыкания.

Эффективность приборов для защиты от скачков напряжения

Подытожив, можно сказать, что сетевой фильтр и РКН обеспечивают лишь частичную защиту и не справляются со всем спектром сетевых проблем. Стабилизатор напряжения и ИБП универсальнее – подключенное к ним оборудование менее досягаемо для негативных сетевых воздействий (если перед стабилизатором или ИБП дополнительно установить УЗИП, то уровень защиты возрастет ещё больше).

Однако далеко не все стабилизаторы и ИБП качественны и по-настоящему надежны, поэтому следует максимально внимательно подходить к выбору устройства и при возникновении любых вопросов консультироваться с профессионалами.

Стоит отметить, что средняя стоимость качественного ИБП превышает стоимость схожего по мощности и качеству стабилизатора (при примерно одинаковом функционале по борьбе с сетевыми скачками).

Предохранители плавкого типа

На сегодняшний день имеется несколько приборов для защиты электрических сетей, которые наиболее распространены. Одно из таких приспособлений — это плавкий предохранитель. Назначение аппарата защиты такого типа заключается в том, что он защищает сеть от перегрузок токового типа и от коротких замыканий.

На сегодняшний день существуют приборы разового применения, а также со сменными вставками. Эксплуатировать такие приспособления можно как в промышленных нуждах, так и в быту. Для этого есть приборы, которые используются в линиях до 1 кВ.

Кроме них есть высоковольтные устройства, применяющиеся на подстанциях, напряжение которых более 1000 В. Примером такого устройства может стать плавкий предохранитель на трансформаторах собственных нужд подстанций с 6/0,4 кВ.

Так как назначение этих аппаратов защиты — это защиты от КЗ и от токовых перегрузок, то они получили довольно широкое применение. Кроме того они очень просты и удобны в эксплуатации, их замена проводится также быстро и легко, а сами по себе они очень надежны. Все это привело к тому, что такие предохранители используются очень часто.

Для рассмотрения технических характеристик можно взять прибор ПР-2. В зависимости от номинального тока данный прибор выпускается с шестью видами патронов, которые отличаются по своему диаметру. В патроне каждого из них может устанавливаться вставка с расчетом на различный номинальный ток. К примеру, патрон, рассчитанный на ток 15 А, может быть снабжен вставкой и на 6 А, и на 10 А.

Кроме этой характеристики имеется также понятие нижнего и верхнего испытательного тока. Что касается нижнего значения испытательного тока, то это максимальное значение тока, при протекании которого в цепи на протяжении 1 часа не произойдет отключение участка цепи. Что касается верхнего значения, то это минимальный коэффициент тока, который при протекании в течение 1 часа в цепи расплавит вставку в аппарате защиты и управления.

Подводим итог

Как дома, так и на работе, людям периодически приходится сталкиваться с нестабильным поведением тока в электрической сети.

Перепады напряжения могут испортить дорогостоящее оборудование, а также привести к куда более серьезным последствиям, вроде пожара.

Причин этому может быть много — и старая проводка, и ошибки электриков, и различные внешние факторы.

Поэтому, дабы предупредить вредоносное воздействие подобных перепадов, важно заранее позаботиться о соответствующей защите. Правильный подбор защитного устройства — залог вашей безопасности.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели играют ту же роль, что и плавкие предохранители, но при этом их конструкция более сложная. Однако это компенсируется тем, что использовать выключатели гораздо удобнее, чем предохранители. К примеру, если в сети появится короткое замыкание по причине старения изоляции, то выключатель способен отключить от питания поврежденный участок электрической цепи. При этом же аппарат управления и защиты сам по себе достаточно легко восстанавливается, после срабатывания он не требует замены на новый, а после проведения ремонтных работ способен снова надежно защищать подконтрольный ему участок цепи. Использовать такого рода выключатели очень удобно, если необходимо провести какие-либо регламентные ремонтные работы.

Что касается производства данных приборов, то основной показатель — это номинальный ток, на который рассчитан прибор. В этом плане наблюдается огромный выбор, что позволяет подобрать под каждую цепь наиболее подходящее устройство. Если говорить о рабочем напряжении, то они, как и предохранители, делятся на два вида: с напряжением до 1 кВ и высоковольтные с рабочим напряжением выше 1 кВ. Здесь важно добавить, что высоковольтные аппараты защиты электрооборудования и электрических цепей производятся вакуумными, с инертным газом или маслонаполненными. Такое исполнение позволяет на более высоком уровне осуществлять расцепление цепи при возникновении такой необходимости. Еще одно существенное отличие автоматических выключателей от предохранителей состоит в том, что они изготавливаются для эксплуатации не только в однофазных, но и в трехфазных цепях.

К примеру, при возникновении короткого замыкания на землю одной из жил электрического двигателя автоматический выключатель отключит все три фазы, а не одну поврежденную. Это существенное и ключевое отличие, так как, если отключить лишь одну фазу, то двигатель будет продолжать функционировать на двух фазах. Такой режим работы является аварийным и сильно снижает срок эксплуатации прибора, а может и вовсе привести к аварийному выходу из строя оборудования. Кроме того, выключатели автоматического типа производятся для работы как с переменным, так и с постоянным напряжением.

Степень защиты электрооборудования

Такое электрооборудование, как распределительные щиты, розетки, светильники, выключатели и т.д., могут размещаться в разных местах и в любых помещениях. Например, на улице, в гараже, в ванной комнате, в пыльных складах и т.д. Во всех перечисленных местах присутствуют разные внешние факторы, которые могут оказывать негативное влияние на работу электрооборудования. Это дождь на улице, большая влажность в ванной комнате, пыль на складе и т.д. Поэтому не любые розетки можно устанавливать в ванной, а только влагозащищенные.
Такое электрооборудование имеет классификацию по уровню степени защиты оболочки (корпуса) от проникновения внутрь твердых веществ и воды. Вам нужно знать и уметь определять данную степень защиты, чтобы правильно выбрать распределительный щит, розетки, выключатели и т.д. Если пренебречь этим параметром, то при неправильном выборе может появиться большая вероятность попадания воды, пыли и другого мусора в работающее электрооборудование. Что непременно приведет к его выходу из строя.

Что такое степень защиты электрооборудования?

“Под степенью защиты понимается способ защиты, проверяемый стандартными методами испытаний, который обеспечивается оболочкой от доступа к опасным частям (опасным токоведущим и опасным механическим частям), попадания внешних твёрдых предметов и (или) воды внутрь оболочки.”

Существует такая международная система классификации Ingress Protection Rating. Она имеет обозначение в виде букв IP и двух цифр после них, например, IP20. Вы это обозначение можете найти на корпусе самого устройства или в его паспорте. Давайте ниже рассмотрит какие степени защиты существуют в данной международной классификации.

Защита от проникновения посторонних твердых предметов.

Первая цифра после букв IP обозначает уровень защиты корпуса от случайного попадания внутрь каких-либо твердых веществ, частей тела человека или предмета находящегося в его руках. Существуют классы от 0 до 6. Подробную расшифровку смотрите в таблице, представленной ниже.

Защита от проникновения воды.

Вторая цифра после букв IP обозначает уровень защиты корпуса от случайного попадания внутрь воды, которая выводит электрооборудование из строя. Существую классы от 0 до 8. Подробную расшифровку смотрите в таблице, представленной ниже.

Думаю теперь вы сможете определить от каких внешних факторов может защитить конкретный корпус распределительного щита, розетки, светильника и т.д.

Для примера ниже выкладываю фото из каталогов электрооборудования некоторых известных производителей, где указывается степень защиты электрооборудования IP.

1. Автоматические выключатели серии “Домовой” фирмы Schneider Electric имеют степень защиты IP20. Это означает, что его корпус защищает от случайного прикосновения пальцами человека к его токоведущим частям, но отсутствует защита от попадания внутрь воды. Степень защиты IP40 означает, что автоматы в модульном шкафу защищены от случайного попадания в них мелких предметов до 1 мм.

2. Шкафы серии “Mini Pragma” фирмы Schneider Electric имеют защиту IP40, т.е. защищают только от попадания внутрь маленьких твердых предметов размером до 1 мм. Не осуществляют защиту от попадания воды.

3. Шкафы для внутреннего монтажа серии UK500 фирмы ABB имеют степень защиты IP30. Данные шкафы имеют корпус защищающий от случайного проникновения внутрь инструмента, кабеля и других подобных объектов, но не защищает от мелких болтов и подобных объектов до 1мм.

4. Ниже представлен шкаф фирмы ABB, который имеет степень защиты IP43. В отличие от предыдущих шкафов он способен защитить электрооборудование от дождя. Его уже можно ставить на улице.

5. Розетки тоже имеют разные степени защиты IP. Для примера я взял розетку фирмы ABB со степень защиты IP44. Она имеет шторки и крышку. Ее корпус должен обеспечить защиту от попадания внутрь к токоведущим частям твердых предметов до 1 мм и брызг, падающих в любом направлении.

6. Распределительные коробки также бываю разные. Какие-то можно устанавливать на улице, а какие-то нет. Ниже представлены распредкоробки со степенями защиты IP55 и IP65 фирмы ABB. Первая (IP55) обеспечивает полную защиту от случайного контакта и частично от пыли и от водяных струй, текущих в любом направлении. Вторая (IP65) полностью пыленепроницаемая.

7. Стоит отметить устройства, у которых имеется два класса степени защиты. Например, у розеток, которые имеют защитную крышку. В представленном варианте на фото в закрытом состоянии (без вилки) она имеет класс защиты IP44, а в открытом состоянии (с воткнутой вилкой) уже IP20. Это тоже стоит учитывать, так как пользоваться такой розеткой можно не везде и не всегда.

А вы при покупке электрооборудования когда-нибудь обращали внимание на степень защиты IP? Пишите в комментариях.

Учитель говорит на уроке труда ученику: – Ты ударяешь молотком, как молния. – Вы хотите сказать, что я так быстро работаю? – Нет. Просто молния тоже никогда не попадает в одно и тоже место дважды.

Источник: sam-sebe-electric.ru

Тепловое и токовое реле

На сегодняшний день среди аппаратов защиты электрических сетей имеется и множество разнообразных видов реле.

Тепловое реле — это одно из наиболее распространенных устройств, которое способно защищать электрические двигатели, нагреватели, любые силовые приборы от такой проблемы, как ток перегрузки. Принцип действия данного прибора очень прост, и основан он на том, что электрический ток способен нагревать проводник, по которому он протекает. Основная рабочая деталь любого теплового реле — это биметаллическая пластина. При нагреве до определенной температуры эта пластина изгибается, чем и разрывает электрический контакт в цепи. Естественно, что нагрев пластины будет происходить до тех пор, пока не достигнет критической точки.

Кроме тепловых, имеются и другие типы аппаратов защиты, к примеру токовое реле, которое контролирует величину тока в сети. Есть также реле напряжения, которое будет реагировать на изменение напряжения в сети и реле дифференциального тока. Последний прибор — это аппарат защиты от токов утечки. Здесь важно отметить, что автоматические выключатели, как и плавкие предохранители, не могут среагировать на возникновение утечки тока, так как это значение достаточно мало. Но при этом данного значения вполне хватит, чтобы убить человека при соприкосновении с корпусом прибора, подверженного такой неисправности.

Если наблюдается большое количество электрических приборов, которые нуждаются в подключении реле дифференциального тока, то часто используются комбинированные автоматы, чтобы уменьшить габариты силового щита. Такими устройствами стали приспособления, сочетающие в себе автоматический выключатель и реле дифференциального тока — автоматы дифференциальной защиты, или же дифавтоматы. При использовании таких устройств не только снижается размер силового щита, но и сильно облегчается процесс установки аппарата защиты, что, в свою очередь, делает их более экономичными.

Наш ответ «Чемберлену»

В эпоху рыночной экономики, несмотря даже на «прорехи» в ПУЭ, нет недостатка в предложении реле контроля сетевого напряжения. Причем на рынке представлены как иностранные, так и отечественные производители. Перед потребителем неизбежно встает вопрос, по каким параметрам следует выбирать реле. С одной стороны оно должно стать надежным заслоном на пути недоброкачественной энергии от электросети к нагрузке. С другой стороны, быть надежным и недорогим.

Основными критериями, характеризующими работу реле, должны служить их универсальность и функциональность.

Реле должны быть цифровыми, т. к. реализовать сложную логику действий, точность и надежность, возможно лишь на базе микропроцессорной техники.

Принятие решений о выходе за контролируемые параметры должно осуществляться по действующему или близкому к нему среднему за период значению напряжения. Работа по пиковым значениям напряжения приводит к ложным срабатываниям.

Наличие широкого диапазона регулируемых уставок, тоже является несомненным преимуществом реле.

Схема питания реле должна быть организована от самого измеряемого напряжения, от 3-х фаз одновременно для 3-х фазного реле, чтобы сохранить информативность при наличии хотя бы одной фазы.

Наличие простой и логичной индикации, степень защищенности и климатика, вот, пожалуй, и весь перечень основных параметров, по которым можно произвести сравнительный анализ реле напряжения.

Характеристики теплового реле

Основная характеристика для тепловых реле — это время срабатывания, которое зависит от тока нагрузки. Другими словами, данная характеристика называется время-токовой. Если рассматривать общий случай, то до подачи нагрузки через реле будет протекать ток I0. В таком случае нагрев биметаллической пластины будет составлять q0. Во время проверки данной характеристики очень важно учитывать, из какого состояния (перегретого или холодного) осуществляется срабатывание прибора. Кроме того, при проверке данных устройств очень важно помнить, что пластина не является термически устойчивой при возникновении тока короткого замыкания.

Выбор тепловых реле осуществляется следующим образом. Номинальный ток такого защитного устройства выбирается исходя из номинальной нагрузки электрического двигателя. Выбранный ток реле должен составлять 1,2-1,3 от номинального тока электродвигателя (тока нагрузки). Другими словами, такое устройство сработает в том случае, если в течение 20 минут нагрузка будет составлять от 20 до 30 %.

Очень важно понимать, что на работу теплового реле значительное влияние оказывает окружающая температура воздуха. Из-за роста температуры окружающей среды будет уменьшаться ток срабатывания данного приспособления. Если данный показатель будет слишком сильно отличаться от номинального, то нужно будет либо провести дополнительную плавную регулировку реле, либо же покупать новый прибор, но с учетом реальной температуры окружающей среды в рабочей зоне этого агрегата.

Чтобы уменьшить влияние окружающей температуры на величину срабатывания тока, необходимо приобретать реле с большим номинальным значением нагрузки. Для того чтобы добиться правильного функционирования теплого устройства, устанавливать его стоит в том же помещении, в котором находится и контролируемый объект. Однако нужно помнить, что реле реагирует на температуру, а потому располагать его вблизи концентрированных источников тепла запрещается. Таким источниками считаются котлы, источники отопления и прочие похожие системы и приборы.

Таблица расшифровки IP

В характеристиках оборудования имеется строчка «класс защиты» и стоит IP 44, IP 20, IP 61, IP 37 и т.п. Чтобы понять, от чего защищено это оборудование, надо знать, что обозначают эти цифры.

По этой таблице легко понять, что конкретно обозначает данный IP

Расшифровка первой цифры

Первая цифра в коде, описывающем класс защищенности, обозначает степень защиты от воздействия твердых предметов разного размера, а также степень защищенности от проникновения внутрь корпуса:

0 — отсутствие какой-либо защиты;

1 — предохраняет от проникновения предметов диаметром более 50 мм (просто прикрывает от контакта с электропроводящей частью);

2 — предохранение от предметов диаметром 12 мм и более (от пальцев, веток и т.д.);

3 — не могут проникнуть объекты размером более 2,5 мм (некоторые инструменты, кабели и т.д.);

4 — возможно попадание только объектов размером менее 1 мм (очень мелкий крепеж, тонкие провода и т.д.);

5 — полная защита от контакта, пылезащитная оболочка (внутрь может попасть небольшое количество пыли, но она на работе не отражается);

6 — самая высокая степень защищенности от пыли, пыленепроницаемая оболочка (не проникает даже пыль).

Как проводятся испытания

Зная перечисленные выше значения, легко понять, от чего может защитить корпус каждого конкретного изделия. Например, обычный бытовой выключатель имеет класс защищенности IP 20, то есть его корпус гарантированно защитит от контакта пальцев с электрическими частями.

Вот в таком виде степень защиты IP представлена в описаниях товара

Иногда в требованиях по установке можно увидеть такой вариант: IPx6, IPх4 или любая другая цифра на втором месте. Если на месте первой цифры стоит символ «х», это означает, что требования по защите от пыли и контакта не определены, и в этой части вы можете выбирать оборудование исходя из собственных требований.

Расшифровка второй цифры

Вторая цифра класса защиты IP показывает насколько корпус предохраняет содержимое от попадания влаги. Цифры стоят обычно от 0 до 7, но у европейских производителей встречаются и 8, и 9. Вот что все эти цифры обозначают:

0 — защиты от влаги нет;

1 — попадание на корпус вертикально падающих капель не нарушает работу устройства;

2 — если корпус отклонить под углом 15°, вертикально падающие капли не нарушают работу устройства;

3 — защита от брызг, падающих под углом до 60° (от дождя);

4 — не страшны брызги воды любого направления (можно ставить в ванных на расстоянии 20 см от источника воды и ближе);

Пример проведения испытаний степени защиты от струй воды

5 — попадание струй воды не причиняет вреда (угол наклона любой);

6 — корпус способен противостоять волнам и струям воды (попавшая вода не мешает работе оборудования);

7 — при краткосрочном погружении на 1 метр в воду, устройство продолжает работать;

8 — при длительном нахождении на глубине 1 метр устройство работает;

9 — полная водонепроницаемость, устройство работает под водой длительное время.

Зная расшифровку второй цифры кода, легко можно установить, для каких условий можно использовать конкретное оборудование. Например, для установки на улице, корпус должен защищать содержимое от дождя. То есть, при установке на улице, берем оборудование, у которого вторая цифра IP кода не менее 4.

Краткое описание значения цифр в коде степени защиты IP

В некоторых инструкциях встречаются требования к классу защиты оборудования в виде IP 3x или IP8x и т.д. Это значит, что требования по степени защиты от влаги не определены и подбираются самостоятельно.

Дополнительные символы

Дополнительные символы в коде обозначения степени защиты электрооборудования IP используются далеко не всегда. Обычно они присутствуют в тех случаях, когда фактическая степень защиты несколько больше той, которая указана в коде. Просто кодов ограниченное количество, точнее описать от чего конкретно предохраняет этот корпус или оболочка можно только с использованием этих дополнительных символов.

Кроме обязательных символов — двух цифр, стоять могут еще и буквы

Сразу после цифр могут стоять латинские буквы A, B, C, D. Они обозначают дополнительную защиту от прикосновений к токоведущим частям оборудования:

A — тыльной стороной руки;

Значение букв в кодировке степени защиты IP

На второй позиции могут стоять буквы H, M, S, W. Ими зашифрованы разные характеристики.

H — высоковольтное оборудование (среди бытовых приборов и оборудования его не найдешь);

M — во время проведения испытаний по защите от воды устройство работало;

S — при проведении испытаний было отключено;

W — корпус или оболочка защищают от погодных влияний.

Данные буквы ставятся только в том случае, если защитная оболочка удовлетворяет всем более низким требованиям. То есть если стоит буква C, то подлезть не получится ни инструментом, ни тыльной стороной ладони, ни пальцем.

Выбор устройств

При выборе оборудования для защиты электроприемников и электрических сетей необходимо основываться на номинальных токах, на которые рассчитаны эти приспособления, а также на ток, питающий сеть, где будут установлены такие агрегаты.

Во время выбора аппарата защиты очень важно иметь в виду возникновение таких ненормальных режимов работы, как:

• короткие замыкания междуфазного типа;
• замыкание фазы на корпус;
• сильное увеличение тока, которое может быть вызвано неполным коротким замыканием или же перегрузкой технологического оборудования;
• полное исчезновение или слишком сильное снижение напряжения.

Что касается защиты от короткого замыкания, то она должна выполняться для всех электрических приемников. Основное требование заключается в том, что отключение прибора от сети при возникновении КЗ должно быть минимальным из возможных. При выборе аппаратов защиты также важно знать, что должна быть предусмотрена полная защита от тока перегрузки, за исключением нескольких следующих случаев:

• когда перегрузка электрических приемников по технологическим причинам просто невозможна или же маловероятна;
• если мощность электрического двигателя меньше 1 кВт.

Кроме того, аппарат защиты электроустановок может не иметь функции защиты от перегрузки, если он устанавливается для слежения за электрическим двигателем, который эксплуатируется в кратковременном или же повторно-кратковременном режиме. Исключением является установка любых электрических приборов в комнатах с повышенной пожароопасностью. В таких помещениях защита от перегрузки должна устанавливаться на все приборы без исключения.

Защита минимального напряжения должна быть установлена в ряде следующих случаев:

• для электрических двигателей, которые не допускают включения в сеть при полном напряжении;
• для электрических двигателей, у которых самопуск не допускается по ряду технологических причин, или же он является опасным для сотрудников;
• для любых других электрических двигателей, отключение питания которых необходимо для того, чтобы снизить до допустимой величины суммарную мощность всех подключенных электрических приемников в этой сети.

Допустимые отклонения сетевого напряжения по ГОСТ

Стандартный уровень напряжения однофазной электросети в нашей стране составляет 230 В – именно на это номинальное значение рассчитана вся современная бытовая техника. Согласно требованиям ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), определяющего нормы качества электроэнергии, расхождение с данной величиной не должно превышать ±10%. Таким образом, применительно к однофазной домашней сети диапазон предельно допустимого напряжения составляет 207-253 В.

Крайние значения из этого диапазона, не говоря уже о больших отклонениях, губительно влияют на многие современные электроприборы, в особенности на те, которые не имеют в своём составе импульсного блока питания. При этом следует понимать, что неисправность бытовой техники, вызванная некачественным электропитанием, не будет считаться гарантийным случаем – производитель, как правило, оговаривает подобные ситуации следующим образом: «Гарантия не распространяется на изделие, вышедшее из строя по причине повышенного/пониженного входного напряжения».

Разновидности токов и подбор защитного устройства

Наиболее опасным является ток короткого замыкания. Основная опасность заключается в том, что он намного больше, чем нормальный пусковой ток, а также его значение может сильно отличаться в зависимости от участка цепи, где он возникает. Таким образом, при проверке аппарата защиты, который предохраняет цепь от КЗ, он должен максимально быстро производить разъединение цепи при возникновении такой проблемы. При этом он ни в коем случае не должен срабатывать при возникновении в цепи нормального значения пускового тока любого электрического прибора.

Что касается тока перегрузки, то здесь все довольно понятно. Таким током считается любое значение характеристики, которое превышает номинальное значение тока электрического двигателя. Но здесь очень важно понимать, что не при каждом возникновении тока перегрузки защитное устройство должно осуществлять отключение контактов цепи. Это важно еще и потому, что кратковременная перегрузка как электродвигателя, так и электрической сети в некоторых случаях допустима. Здесь стоит добавить, что чем более кратковременна нагрузка, тем больших значений она может достигать. Исходя из этого становится понятно, в чем заключается основное преимущество некоторых приборов. Степень защиты аппаратов с «зависимой характеристикой» в данном случае является максимальной, так как время их срабатывания будет уменьшаться с увеличением кратности нагрузки в этот момент. Таким образом, такие приборы является идеальными для защиты от тока перегрузки.

Если подвести небольшой итог, то можно сказать следующее. Для защиты от короткого замыкания должен быть выбран безынерционный аппарат, который будет настроен на срабатывание тока, который значительно выше пускового значения. Для защиты от перегрузки, наоборот, коммутационный аппарат защиты должен обладать инерцией, а также зависимой характеристикой. Он должен быть подобран таким образом, чтобы он не срабатывал за то время, пока происходит нормальный пуск электрического устройства.

Цифра или аналог

Сейчас эра аналоговых устройств если не закончилась полностью, то в стадии окончания.

Взамен аналоговым приборам приходят на смену цифровые микропроцессорные. Сегодня стало возможно на базе микропроцессоров создавать приборы практически с логикой любой сложности. О преимуществах цифровой технологии, в том числе, применительно к защитным устройствам, сказано много и ни у кого не вызывает сомнений в явных преимуществах техники нового поколения перед аналоговыми приборами. Но дешевые изделия пока производить не всем под силу.

По-настоящему цифровые микропроцессорные устройства с широким набором защитных функций и сложной логикой действия для широкого потребления, т.е. низкие по цене, создать под силу немногим. Доказательством этого может служить экспозиция любой специализированной выставки, каталоги зарубежных и отечественных производителей, прочее.

Недостатки разных видов защитных устройств

Плавкие предохранители, которые ранее широко применялись в качестве аппаратов защиты распределительных устройств, обладают следующим рядом недостатков:

• довольно ограниченная возможность для применения в качестве защиты от тока перегрузки, так как отстройка от пусковых токов достаточно сложна;
• электродвигатель продолжит работу на двух фазах, даже если третью отключит предохранитель, из-за чего двигатель часто выходит из строя;
• в определенных случаях отключаемая предельная мощность является недостаточной;
• отсутствует возможность быстро восстановить подачу питания после отключения.

Что касается воздушных типов автоматов, то они более совершенны, чем плавкие предохранители, но и они не лишены недостатков. Основная проблема использования электрических аппаратов защиты заключается в том, что они не избирательны в плане действия. Особенно это заметно, если возникает нерегулируемый ток отсечки у установочного автомата.

Есть установочные автоматы, в которых защита от перегрузки осуществляется при помощи тепловых расцепителей. Чувствительность и задержка у них хуже, чем у тепловых реле, но при этом они действую на все три фазы сразу. Что касается универсальных автоматов для защиты, то здесь она еще хуже. Это обосновано тем, что в наличии имеются только электромагнитные расцепители.

Часто используются магнитные пускатели, в которые встроены реле теплового типа. Такие защитные средства способны защитить электрическую цепь от тока перегрузки в двух фазах. Но так как тепловые реле обладают большой инерционностью, они не способны обеспечить защиту от короткого замыкания. Если установить в пускатель удерживающую катушку, то можно обеспечить защиту от минимального напряжения.

Качественную защиту и от тока перегрузки, и от короткого замыкания могут обеспечить лишь индукционные реле или же электромагнитные реле. Однако они способны работать лишь через отключающий аппарат, из-за чего схема с их подключением получается более сложной.

Если подвести краткий итог вышесказанному, то можно сделать два следующих вывода:

1. Для защиты электрических двигателей, чья мощность не превышает 55 кВт, от тока перегрузки чаще всего используются именно магнитные пускатели с плавкими предохранителями или же с воздушными аппаратами.
2. Если мощность электрического двигателя более 55 кВт, то для их защиты используются электромагнитные контакторы с воздушными аппаратами или защитными реле. Здесь очень важно помнить о том, что контактор не допустит разрыва цепи при возникновении короткого замыкания.

При подборе нужного устройства очень важно проводить расчет аппаратов защиты. Наиболее важная формула — это расчет номинального тока двигателя, которая позволит подобрать средство защиты с подходящими показателями. Формула имеет следующий вид:

Iн=Рдв ÷(√3*Uн*cos ц*n), где:

Iн — это номинальный ток двигателя, который будет иметь размерность в А;

Рдв — это мощность двигателя, которая представляется в кВт;

Uн — это номинальное напряжение в В;

cos ц — это коэффициент активной мощности;

n — это коэффициент полезного действия.

Зная эти данные, можно без труда рассчитать номинальный ток двигателя, а далее без труда подобрать подходящий по назначению аппарат защиты.

Наиболее распространенные классы защиты и область их применения

Несмотря на то что сочетание степеней защиты теоретически может быть любым, чаще всего встречаются определенные классы. Описание возможной области их использования и приведем в этом пункте.

• IP 20. Устройства предназначены для использования в отапливаемых помещениях с нормальным уровнем влажности. Обеспечивают достаточный уровень защиты от электричества, но не защищают от влаги.
• IP 21/22. Устройства также могут использоваться в помещениях, но уже без отопления, а также на улице под навесами.
• IP 43/44. Оборудование может использоваться во влажных помещениях.
• IP 54/55. Могут быть установлены на улице под открытым небом, переносят дождь, снег, оледенение.
• IP 67/68. Оборудование может быть погружено в воду. Такой класс защиты светильников нужен для организации подсветки бассейна.

Разновидности повреждений средств защиты

Основное отличие средств защиты электрический цепей от других приборов заключается в том, что они не только фиксируют дефект, но и разъединяют цепь, если значения характеристик выходят за определенные пределы. Наиболее опасной проблемой, которая часто выводит из строя средства защиты, стало глухое короткое замыкание. Во время возникновения такого КЗ показатели тока достигают наиболее высоких значений.

Когда происходит разрыв цепи при возникновении такой проблемы, часто возникает электрическая дуга, которая за короткий промежуток времени вполне способна разрушить изоляцию и оплавить металлические детали аппарата.

Если возникает слишком большой ток перегрузки, то он может привести к тому, что возникнет перегрев токопроводящих деталей. Кроме того, возникают механические силы, которые значительно увеличивают износ отдельных элементов у оборудования, что иногда может привести даже к поломке приспособления.

Есть быстродействующие выключатели, которые подвержены таким проблемам, как задевание подвижного рычага и подвижного контакта о стенки дугогасительной камеры, а также замыкание шины размагничивающего витка на корпус. Достаточно часто наблюдается слишком сильный износ контактных поверхностей, поршней и цилиндров приводов.

Выводы

Время защищать правильно действительно пришло. Растущее энергопотребление предприятий, энергонасыщенность бытового потребителя приводят к увеличению числа сетевых аварий. Остро назрела необходимость привести ПУЭ к нормам международного права в данной области. Эти правила должны не только регламентировать необходимость, место и способы защиты, но и ввести общие требования к приборам, защищающим от аварий сетевого напряжения. Это положит конец волюнтаризму в этой сфере, когда каждый производитель навязывает потребителю свое видение проблемы, которое, зачастую, очень далеко от идеала. Такая постановка вопроса позволит, во-первых, расчистить рынок от завалов электронного хлама «лжезащит», а, во-вторых, освободит дорогу устройствам, способным надежно, качественно, а главное — правильно, защитить потребителя.

ООО «Новатек-Электро» Полностью статья опубликована в «Новости электротехники» №4 2004 г.

Ремонт быстродействующих аппаратов

Ремонт аппарата защиты быстродействующего типа любого вида необходимо выполнять в одной и той же последовательности. Быстродействующий выключатель, или БВ, продувается чистым сжатым воздухом под давлением не более 300 кПа (3кгс/см2). После этого прибор протирается салфетками. Далее необходимо снять такие элементы, как дугогасительная камера, блокировочное устройство, пневматический привод, якорь с подвижным контактом, индуктивный шунт и другие.

Непосредственно ремонт прибора осуществляется на специальном ремонтном стенде. Дугогасительная камера разбирается, ее стенки очищаются в специальной дробеструйной установке, после чего они протираются и осматриваются. В верхней части данной камеры могут быть допущены сколы, если их размеры не превышают показателей 50х50 мм.Толщина стенок в местах разрыва должна быть от 4 до 8 мм. Необходимо провести измерение сопротивления между рогами дугогасительной камеры. Для некоторых образцов показатель должен быть не менее 5 МОм, а для некоторых не менее 10 МОм.

Поврежденная перегородка должна быть срублена по всей ее длине. Все похожие места срубов должны быть тщательно зачищены. После этого смазывают склеиваемые поверхности при помощи клеящего раствора на основе эпоксидной смолы. Если были обнаружены изломанные веерные листы, то их заменяют. Если находятся изогнутые, то их необходимо выровнять и вернуть в эксплуатацию. Имеется также дугогасительная катушка, которая должна быть очищена от нагара и оплавлений, если таковые имеются.

Степень защиты IP электрооборудования

Дата публикации: 08.05.2019

IP – код классифицирует и оценивает степень защиты электрооборудования от проникновения твердых предметов и воды. Следующие за буквами IP цифры отображают степень защищенности.

Кодировка степени защиты, согласно ГОСТ 14254-2015 представляет собой следующий вид:

• Х1 (обозначается цифрой) отображает уровень защиты, предохраняющий корпус оборудования от доступа к опасным частям, попадания пыли и других крупных предметов;
• Х2 (обозначается цифрой) показывает степень защищенности от попадания влаги (капель, брызг, струй воды и т.д.).
• A, М дополнительные знаки кода, описывающие вспомогательные характеристики (не являются обязательными).

Первая цифра кода IP

Вторая цифра кода IP

отсутствие какой-либо защиты

защиты от влаги нет

предохраняет от проникновения предметов диаметром более 50 мм (просто прикрывает от контакта с электропроводящей частью)

попадание на корпус вертикально падающих капель не нарушает работу устройства

предохранение от предметов диаметром 12 мм и более (от пальцев, веток и т.д.)

если корпус отклонить под углом 15°, вертикально падающие капли не нарушают работу устройства

не могут проникнуть объекты размером более 2,5 мм (некоторые инструменты, кабели и т.д.

защита от брызг, падающих под углом до 60° (от дождя)

возможно попадание только объектов размером менее 1 мм (очень мелкий крепеж, тонкие провода и т.д.)

не страшны брызги воды любого направления (можно ставить в ванных на расстоянии 20 см от источника воды и ближе)

полная защита от контакта, пылезащитная оболочка (внутрь может попасть небольшое количество пыли, но она на работе не отражается)

попадание струй воды не причиняет вреда (угол наклона любой)

самая высокая степень защищенности от пыли, пыленепроницаемая оболочка (не проникает даже пыль)

корпус способен противостоять волнам и струям воды (попавшая вода не мешает работе оборудования)

при краткосрочном погружении на 1 метр в воду, устройство продолжает работать

при длительном нахождении на глубине 1 метр устройство работает

полная водонепроницаемость, устройство работает под водой длительное время

Дополнительные символы в коде используются не всегда, они необходимы в тех случаях, когда степень защиты больше той, которая указана в коде.

Дополнительный знак, обозначающий защиту от прикосновения к токоведущим частям оборудования

Дополнительный знак, обозначающий различные характеристики

тыльной стороной руки

высоковольтное оборудование (среди бытовых приборов и оборудования его не найдешь)

во время проведения испытаний по защите от воды устройство работало

при проведении испытаний было отключено

корпус или оболочка защищают от погодных влияний

ООО «ПО Премиум-Электро» производит кабеленесущие системы, конструктивно имеющие разные степени защиты. Более подробную информацию вы можете получить у менеджеров компании.

Источник: prelektro.ru

Степень защиты согласно ПУЭ и ГОСТ

Перед монтажом электрооборудования необходимо узнать его степень защиты согласно ПУЭ, ТУ или ГОСТ. Другими словами, надо определиться, к примеру, установка каких розеток и светильников разрешена в ванной комнате.

ПУЭ представляет основной документ безопасного использования электрооборудования. Он отображает правила устройства электроустановок. Отсюда и сокращенное название ПУЭ. Правила гласят, что:

• используемое электрооборудование должно соответствовать ГОСТ или ТУ;
• конструкция, способ монтажа электрооборудования и характеристика изоляции проводов должны отвечать всем требованиям ПУЭ;
• электрооборудование и совмещенные с ним конструкции должны быть защищены от негативного внешнего воздействия.

Итак, с ПУЭ разобрались, а что касается других норм, то международный индекс IEC 60529 или ГОСТ 14254-96 как раз и указывают степень защиты, обозначаемый IP. Данный ГОСТ распространяется для электрооборудования с напряжением не выше 72,5 кВ. На территории РФ действует ГОСТ Р 51330.20-99.