Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.
Домены

Подробнее о сайтах, доменах и хостинге в статье "Как сделать свой сайт"

                      Защита кабелей от токов короткого замыкания 

    Пожары, вызванные короткими замыканиями в электропроводке, случаются настолько часто, что при проектировании электроснабжения зданий и сооружений этому просто недопустимо не уделять пристальное внимание. В настоящее время выход из ситуации ищут путем разработки новых типов  кабелей, не распространяющих горение, с низким дымо- и газовыделением, не выделяющих коррозионно-активных газообразующих продуктов при горении и тлении и с низкой токсичностью продуктов горения.

    Конечно, можно закатать все жилы кабеля в слюдосодержащие термостойкие ленты, но количество коротких замыканий от этого почти не уменьшится. И количество воспламенений в клеммных коробках и внутри электрощитов останется таким же.

    Причины воспламенения изоляции кабелей и прилегающих к ним строительных конструкций, коробок, электрощитов и оборудования чаще всего заключаются в неспособности аппаратов защиты обесточить защищаемую электрическую цепь за короткий промежуток времени. Это происходит либо вследствие ошибок в проекте, либо из-за неправильной эксплуатации электроустановки.

    Сейчас при проектировании электроустановок для защиты электрических сетей в основном используют автоматические выключатели. Основными причинами их неспособности защитить кабель являются:

- производственный брак;

- выход из строя в процессе работы;

- использование выключателя с более высоким номинальным током, чем предусмотрено проектом, либо неверно выполненные расчеты в проекте, либо  выполнение электромонтажных работ без проекта электрической сети;

- замена типа автоматического выключателя на такой, у которого электромагнитный расцепитель рассчитан на большее значение тока;

- отсутствие защиты от сверхтока, когда вместо дифференциального автоматического выключателя в электрошкаф устанавливают обычное УЗО. Такое, к сожалению, тоже бывает, особенно когда электромонтажные работы выполняют мастера широкого профиля: штукатур-маляр-каменщик-сантехник и он же электрик. А про необходимость проектирования электрической сети и авторского надзора проектировщиков за выполнением работ заказчики забывают;

- использование переносок и удлинителей  (как например, описано в статьях Сопротивление цепи фаза - ноль и Нагрев кабелей при коротком замыкании (часть 1)), увеличивающих длину групповой линии, вследствие чего ток короткого замыкания становится меньше порога срабатывания электромагнитного расцепителя;

 - использование контрафактных автоматических выключателей, произведенных в неустановленных местах из некачественных комплектующих. В конце 20 и в первые годы 21 века ими были переполнены строительные рынки, и сейчас они встречаются довольно часто.

    С учетом вышеперечисленных причин автоматические выключатели уступают по надежности предохранителям с плавкой вставкой. Плавкая вставка слишком проста в изготовлении (по сравнению с автоматическим выключателем), что бы при ее производстве допустить такой брак, от которого вставка не расплавилась бы от тока короткого замыкания, а стоимость плавких вставок слишком мала, что бы их начали подделывать на каком нибудь доморощенном производстве. Но, вследствие необходимости замены предохранителя после каждой перегрузки или замыкания сети, их использование неустанно сокращается. Кроме того автоматический выключатель одновременно является и аппаратом управления, позволяя отключать электрическую цепь.

    Существенно повысить надежность электропроводки можно за счет последовательного включения предохранителя с плавкой вставкой и автоматического выключателя. Основную защиту должен обеспечивать автоматический выключатель. Плавкую вставку надо подбирать так, что бы она разрывала электрическую цепь при возникновении короткого замыкания только в случае отказа автоматического выключателя. Во взрывоопасных помещениях и там, где используются строительные конструкции из легкосгораемых материалов, такое включение обеспечивает повышенную защиту от  пожара.

    Использование подобной совмещенной защиты кабелей показано на Рис. 1, на котором отображены время – токовые характеристики автоматического выключателя с номинальным током 16 Ампер с характеристикой отключения «С» по стандарту IEC-EN60898 (кривые 1 и 2) и предохранителя ППН с плавкой вставкой gG-gL на 20 А (кривые 3 и 4, по данным из каталога «Предохранители плавкие низковольтные» Кореневского завода низковольтной аппаратуры). Время отключения автоматического выключателя находится в зоне, ограниченной кривыми 1 и 2. Время отключения предохранителя находится в зоне, ограниченной кривыми 3 и 4.

 

 

    Показанная совмещенная защита кабельной линии автоматическим выключателем и предохранителем с плавкой вставкой рассчитана на защиту кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2. Как видно из приведенных графиков, плавкая вставка будет перегорать при токах более 30 А и менее порога срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя. При проектировании электропроводки проектировщик всегда выбирает сечение кабеля так, что бы ток короткого замыкания был значительно больше порога срабатывания электромагнитного расцепителя. Но часто после стихийной модернизации электрической сети возникают рассмотренные здесь ситуации. Хотя по нормам эксплуатации электроустановок все изменения в электрической сети должны быть согласованы с проектировщиком и отражены в проекте электропроводки.

    В первую очередь нас интересуют кривые 1 и 3, отображающие максимальное время срабатывания аппаратов защиты в пределах их технологического разброса. При защите кабеля только автоматическим выключателем при токе короткого замыкания 150 А температура медных жил сечением 2,5 мм2 превысит температуру 140 градусов (Таблица 4 в работе Нагрев кабелей при коротком замыкании (часть 2)). В случае защиты кабеля с сечением жил 1,5 мм2 температура жил достигнет 300 - 400 градусов (Таблицы 1 и 2 в работе Нагрев кабелей при коротком замыкании (часть 1)). На практике столь длительные короткие замыкания обычно прерываются выгоранием соединений в клеммных коробках и розетках и сопровождаются яркой искрящейся вспышкой, которая и является источником пожара. Но, при наличии предохранителя, плавкая вставка сгорит менее чем за  0,3 секунды, не допустив перегрев кабеля и выгорания контактных соединений.

    Рассматриваемый случай, когда ток короткого замыкания равен 150 А при использовании автоматического выключателя С16, является аварийным и может быть вызван либо допущением ошибок в проекте электропроводки при расчете линии, либо удлинением кабельной линии в процессе модернизации электроустановки без предварительных расчетов. В результате чего  величина тока короткого замыкания оказалась ниже порога срабатывания электромагнитного расцепителя.

                                                                                                                                                    7 апреля 2013 г.

              К ОГЛАВЛЕНИЮ