29.5 : Выбор автоматического выключателя и предохранителя

Автоматический выключатель — это устройство, разработанное для прерывания токов короткого замыкания и иногда автоматического повторного включения. При обнаружении тока короткого замыкания выключатель разъединяет электрические контакты, что создаёт дугу. Эта дуга гасится такими методами, как удлинение, охлаждение или разделение, в зависимости от конструкции выключателя. Выключатели классифицируются на основе напряжения, при котором они работают, и среды, используемой для гашения дуги, например, воздух, масло, газ SF6 или вакуум.

В системах высокого напряжения автоматические выключатели обычно оснащены автоматическими механизмами повторного включения. Эти выключатели повторно включаются в течение 15–50 циклов после прерывания. Если неисправность сохраняется, они блокируются, требуя ручного вмешательства оператора. В системах низкого напряжения обычно используются двухпозиционные выключатели в литом корпусе. Эти выключатели используют магнитные мгновенные отключения для обработки крупных неисправностей и тепловые отключения для обработки мелких неисправностей.

Метод E/X упрощает выбор выключателя, вычисляя максимальный симметричный ток короткого замыкания. Этот подход использует характеристики напряжения до неисправности и реактивного сопротивления системы, игнорируя другие факторы. Для генераторов двухцикловые выключатели используются для расчёта сверхпереходного тока короткого замыкания, полагаясь на сверхпереходные реактивные сопротивления машины. Для синхронных двигателей сверхпереходные или переходные реактивные сопротивления рассматриваются на основе рабочей скорости выключателя.

Предохранители служат в качестве устройств защиты от сверхтоков, содержащих плавкую вставку внутри заполненной песком трубки. В нормальных условиях плавкая вставка проводит электричество. При возникновении тока перегрузки температура вставки повышается, что приводит к её расплавлению и образованию дуги. Предохранители определяются на основе четырёх ключевых факторов: номинальный ток, номинальное напряжение, номинал прерывания и характеристики задержки времени. Предохранители необходимо заменять вручную после того, как они расплавятся.

Как автоматические выключатели, так и предохранители играют важную роль в защите электрических систем от токов короткого замыкания и перегрузки по току. Автоматические выключатели, с их способностью автоматически повторно замыкаться и обрабатывать различные типы неисправностей, необходимы в высоковольтных и низковольтных приложениях. Предохранители, хотя и более простые и требующие ручной замены, обеспечивают надежную защиту, прерывая перегрузки по току. Понимание конкретных требований и характеристик электрической системы имеет решающее значение при выборе соответствующих защитных устройств для обеспечения безопасности и непрерывности работы.