342

Z2. BEZPIECZNIKI 342

Warunek (a) nie wyłączania prądów roboczych ilustruje rys. 22.6. Charakterystykę / (0 przebiegu prądu obciążenia obiektu uwzględniającą rozruch, dopuszczalne przeciążenie i stan pracy normUnej należy zastąpić charakterystyką zastępczą, dla której wartości prądu /, w dowolnym czasie ), wyznacza się wg zależności

(22.6)

Rys. 22.6. Ilustracja doboru charakterystyki czasowo-prądowej bezpiecznika do przebiegu prądu obciążenia obiektu zabezpieczanego przed skutkami

zwarć

1    — przebieg obciążenia obiektu (np. silnika),

2    — charakterystyka zastępcza obciążenia obiektu,

3    — charakterystyka c?asowO'prądowa wkładki topikowej wybranej poprawnie ze względu na warunek nie wyłączania przy normalnej pracy obiektu,

/„ — znamionowy prąd ciągły obiektu, 1, — prąd rozruchowy obiektu, i_bn - prąd znamionowy wkładki topikowej

Prąd h jest prądem zastępczym, o niezmiennym natężeniu w przedziale czasowym 0-W*, który wydziela we wkładce topikowej taką samą ilość ciepła co prąd I (ij. W praktyce całkowanie w zależności (22.6) zastępuje się zwykle sumowaniem odpowiednich wartości, po podzieleniu rozpatrywanego okresu na elementarne przedziały.

Dla każdego obiektu zabezpieczanego można wyznaczyć charakterystyki dopuszczalnych czasów przepływu prądów przeciążeniowych i zwarciowych, przy zachowaniu określonych przyrostów temperatur. Jeśli np. przyjąć A ,9 = A&_dd — const, to uzyskuje się dopuszczalny czas trwania przepływu dowolnego prądu I_x oblicza się wg wzoru

(22,7)

w którym: 7 — cieplna siała czasowa obiektu; l_dd - obciążenie prądowe długotrwale dla przyrostu temperatury A$_as.

Jeśli bezpiecznik ma zabezpieczyć obiekt od przeciążeń (przekroczenia dopuszczalnych temperatur), to winna być spełniona zależność

t* > t.

(22.8)

w której r„,_ma* — największy czas wyłączania bezpiecznika dla dowolnego prądu Rysunek 22.7 ilustruje określenie prądu znamionowego wkładki ze względu na charakterystykę czasowo-prądową obiektu. W przypadku doboru wkładek topikowych bardzo szybkich do zabezpieczenia elementów półprzewodnikowych (cl.p) porównuje się wartości całek Joulc^!a bezpiecznika i zabezpieczanego elementu przy możliwych w danym obwodzie natężeniach spodziewanego prądu zwarciowego (rys. 22,8). Prąd znamionowy wkładki jest dobrany poprawnie, jeśli

0

o

(22.9)

Wymagania wybiórczości działania bezpiecznika polega na zapewnieniu krót« szego czasu wyłączania wkładki niż wkładek topikowych lub łączników (zwarciowych,

Rys. 22,7. Dobór charakterystyk cza&owo-prądowuj wkładki topikowej do charakterystyk czasowych prądów dopuszczalnych dla zabezpieczanego obiektu {np. przewodów)

i i 2 — charakterystyki czasowe prądów dopuszczalnych dla obiektów' / i 2_t 3 - charakterystyka czasowo-prądowa wkładki topikowej zabezpieczającej obiekt 2 od skutków przeciążeń i zwarć, a obiekt / od skutków zwarć, ła i, i mi - obciążalności prądowe długotrwałe obiektów 1 i 2.1* “ prąd krytyczny, obiekt 1 jest zabezpieczony od Skutków' przepływu prądów większych niż /*

Rys. 22.8. Przykład doboru wkładki bardzo szybkiej do zabezpieczenia elementu półprzewodnikowego (charakterystyka 4). Spośród trzech wkładek (charakterystyki /, 2, 3) wkładka 3 zabezpiecza przed skutkami zwarć i przeciążeń, jeśli prąd zwarciowy jest mniejszy niż h

roboczych) wyzwalanych, samoczynnie, umieszczonych przed rozpatrywaną wkładką, idąc zgodnie z kierunkiem przepływu prądu. Uwzględniając pasmowe ukształtowanie charakterystyki prądowo-czasowej wkładek topikowych, warunek wybiórczości działania bezpiecznika B względem łącznika poprzedzającego W (rys, 22.10) można zapisać w postaci

kfit r,_r-i\t    (22.10)

przy czym;    — największy czas wyłączania wkładki B; t_pmiB__w — najmniejszy czas

przedłukowy łącznika W\ ks, — współczynnik zapasu, uwzględniający starzenie się wkładki.

Warunek (22.10) musi być spełniony w całym zakresie prądów roboczych i przeciążeniowych oraz zwarciowych, jakie mogą przepływać przez wkładkę B.

Wybiorczą współpracę dwu wkładek topikowych ilustruje rys. 22.9b, a wybiorczą współpracę wkładki topikowej i wyłącznika wyposażonego w zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe — rys. 22.10.

W przypadku wykorzystania bezpiecznika do zwiększenia zdolności łączeniowej wyłącznika zwarciowego (dobezpieczenia) należy zapewnić spełnienie warunku (22.10) dla prądu równego prądowi wyłączalnemu wyłącznika (patrz rys. 22.11).

Przy zabezpieczaniu bezpiecznikami przewodów w instalacjach odbiorczych określa się wymagany prąd znamionowy wkładki topikowej wg PN-57/E-05022 [22.11] bez potrzeby wyznaczania charakterystyki czasowej prądów dopuszczalnych dla tych przewodów.

W przypadku zabezpieczania silników niskiego napięcia bezpiecznikami topikowymi prąd znamionowy wkładki można wyznaczyć wg zależności

hn > h

t U

Ibn -

a

k,h

a

(22.11)

w których: l_r — prąd rozruchowy silnika; /, — prąd znamionowy silnika, k_t ~ krotność prądu rozruchowego (wartości orientacyjne podano w tabi, 22.1); a — współ-