342

22. 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 normalnej należy zastąpić charakterystyką zastępczą, dla której wartości prądu I_x w dowolnym czasie 1, wyznacza się wg zależności

/

(22.6)

/* =

L (' i^_t) dr

V t, ~

* u

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

/ “ 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 pryy normalnej pracy obiektu,

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

Prąd I_x jest prądem zastępczym, o niezmiennym natężeniu w przedziale czasowym 0który wydziela we wkładce topikowej taką samą ilość ciepła co prąd 1 (0-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 = Ał^,, = const, to uzyskuje się dopuszczalny czas trwania przepływu dowolnego prądu I_x oblicza się wg wzoru

w którym: 7 — cieplna siała czasowa obiektu; !a — obciążenie prądowe długotrwałe dla przyrostu temperatury AĄ,j.

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

t* >    (22.8)

w której f„,_raa. - największy czas wyłączania bezpiecznika dla dowolnego prądu /,. Rysunek 22.7 ilustruje określenie prądu znamionowego wkładki z.e 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

(22.9)

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

3 - charakterystyka czasowo-prądowa wkładki topikowej zabezpieczającej obiekt 2 od skutków przeciążeń i zwarć, a obiekt / od skutków zwarć, Ini, l_M2 - obciążalności prądowe długotrwałe obiektów 1 i 2_tiii “ prąd krytyczny, obiekt 1 jest zabezpieczony od skutków' przepływu prądów większych niż 7_k

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

(22.10)

przy czym;    — największy czas wyłączania wkładki B; t_pm)aW — najmniejszy czas

przedrukowy łącznika W; k_b — 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.lt ] 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

4hj .■* frt

t

2

■3

0 ai Un Jii-2    I

b

Rys. 22.7. Dobór charakterystyk czaSowo-prądowe j wkładki topikowej do charakterystyk czasowych prądów dopuszczalnych dla zabezpieczanego obiektu (np. przewodów)

) i 2 — charakterystyki czasowe prądów dopuszczalnych dla obiektów' / i 2_t

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

(22.11)

w których: /_r — prąd rozruchowy silnika; /„ — prąd znamionowy silnika, k_r — krotność prądu rozruchowego (wartości orientacyjne podano w tabl. 22.1); a — współ-