Ниже приведены меры, которые должны быть приняты для защиты оборудования от воздействия:
- перегрузки в результате короткого замыкания;
- перегрузки и/или потери охлаждения двигателями;
- дефектов заземления;
- скачков напряжения во время грозового разряда или переключения;
- аномальных температур;
- потерь или снижения напряжения питания;
- разносной частоты вращения для машины или ее узлов (разгон до разноса);
- замыкания на землю с превышением токов утечки;
- неправильного чередования фаз;
- перенапряжений, возникающих при работе освещения и переключениях осветительных устройств.
7.2.1 Общие положения
Защита от сверхтоков должна быть предусмотрена, как указано ниже, если ток в цепях машины может превысить номинальные значения тока или максимально допустимую расчетную нагрузку в проводах, при этом выбирают одно из номинальных значений. Номинальные значения или уставки пределов срабатывания защитных устройств выбирают согласно 7.2.10.
7.2.2 Питающие провода
Если нет особых указаний потребителя, поставщик не должен отвечать за поставку устройств защиты от сверхтоков для проводов, питающих электрооборудование машины (см. приложение В).
Поставщик электрооборудования должен указать на монтажной схеме сведения, необходимые для выбора этого устройства защиты от сверхтоков (см. 7.2.10 и 17.4).
7.2.3 Силовые цепи
Каждый токоведущий провод должен быть защищен устройством для обнаружения и прерывания сверхтоков, выбираемым по 7.2.10.
При разъединении токоведущих проводов не следует разъединять нижеуказанные провода:
- нейтральный проводник в силовых цепях переменного тока;
- заземленный проводник в силовых цепях постоянного тока;
- силовой проводник в цепи постоянного тока, подключенный к внешним проводящим частям подвижных машин.
В том случае, когда в системе питания с заземленной нейтралью сечение нейтрального провода равно, как минимум, сечению фазных проводов, тогда отпадает необходимость предусматривать средства для обнаружения и прерывания сверхтоков в нейтральном проводе.
Для нейтральных проводов с поперечным сечением меньшим, чем сечение фазных проводов, должны быть приняты меры, приведенные в МЭК 60364-5-52 (пункт 524).
В системах типа IT рекомендуется не применять нейтральный провод. Однако если такой провод используют, то необходимо предусматривать защиту от сверхтоков для этого провода в соответствии с МЭК 60364-4-43 (пункт 431.2.2).
7.2.4 Цепи управления
Провода цепей управления, соединенные непосредственно с силовой цепью и цепью питания трансформаторов в цепях управления, должны быть защищены от сверхтоков в соответствии с 7.2.3.
Провода цепей управления, питающиеся через трансформатор или от источников постоянного тока, должны быть защищены от токов короткого замыкания (см. 9.4.3.1):
- в цепях управления, соединенных с защитными цепями заземления, требуется установка защитного устройства только в коммутируемый проводник;
- все провода цепей управления, не соединенных с защитными цепями заземления;
- если поперечные сечения всех проводов цепей управления одинаковы, допускается установка защитного устройства только в коммутируемый проводник;
- если при монтаже различных ответвлений применены различные поперечные сечения проводов, следует устанавливать защитные устройства на всех проводах, питающих ответвления.
7.2.5 Разъемные контактные соединения и подводимые к ним провода
Защита от сверхтоков необходима для цепей, питающих разъемные контактные соединения общего назначения, которые предназначены в основном для подвода питания к вспомогательному оборудованию.
Устройства защиты от сверхтоков следует устанавливать в незаземленных токоведущих проводах каждой цепи, питающей такие разъемные контактные соединения.
7.2.6 Цепи освещения
Все незаземленные провода цепей освещения должны быть защищены от коротких замыканий отдельными устройствами защиты от сверхтоков, которые независимы от устройств, защищающих другие цепи.
7.2.7 Трансформаторы
Трансформаторы должны быть защищены от сверхтоков наиболее подходящим способом в соответствии с требованиями изготовителя. Такая защита должна (см. 7.2.10):
- предупреждать ложное отключение, вызываемое намагничивающими токами при включении трансформаторов;
- исключать нагрев обмоток, превышающий допустимое значение, определяемое классом изоляции трансформатора при воздействии токов короткого замыкания на его вторичной стороне.
Необходимо, чтобы тип и регулировка устройства защиты от сверхтоков соответствовали рекомендациям поставщика трансформатора.
7.2.8 Размещение устройств защиты от сверхтоков
Устройства защиты от сверхтоков следует подключать в том месте, где происходит снижение поперечного сечения защищаемого провода, либо какое иное изменение, снижающее нагрузочные характеристики проводов, при этом должны быть учтены следующие условия:
- допустимый ток проводов равен, по меньшей мере, значению тока нагрузки;
- участок провода от точки понижения нагрузочной способности до места соединения с устройствами защиты от сверхтоков не более 3 м;
- провода установлены таким образом, что снижается возможность возникновения короткого замыкания, например провода защищены оболочкой или каналом (трубопроводом).
7.2.9 Устройства защиты от сверхтоков (токов короткого замыкания)
Отключающая способность устройства (разрывная мощность) должна быть равна, по меньшей мере, току короткого замыкания, предполагаемому в месте установки устройства защиты. Там, где к току короткого замыкания, протекающему через защитные устройства, могут добавляться еще и другие токи (например, от электродвигателей и силовых компенсирующих конденсаторов), которые следует принимать во внимание.
Допускается более низкая отключающая способность, если есть другое устройство защиты (например, от сверхтоков в питающих проводах 7.2.2), обладающее необходимой отключающей способностью отключения, установленное на стороне питания. В таком случае характеристики этих устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, проходящая через два соединенных последовательно устройства (
), не превысила того значения, которого могут выдерживать без отказа устройства защиты со стороны нагрузки и провода, защищаемые этими устройствами (МЭК 60947, приложение А).
Примечание - Для работы обоих устройств защиты от сверхтоков необходимо согласование их характеристик.
Там, где для защиты от сверхтоков используют предохранители, должны быть использованы плавкие вставки, принятые в стране пользователя, либо должны быть заключены соглашения по поставке заменяемых частей.
7.2.10 Номинальное значение тока и регулировка устройств защиты от сверхтоков
Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок других устройств защиты от сверхтоков должны быть выбраны как можно меньшими по величине. При этом следует учитывать токи перегрузки, возникающие, например, при пуске двигателей или включении трансформаторов под напряжение. При выборе устройств защиты необходимо учитывать защиту коммутирующих устройств от перегрузки, например от приваривания контактов аппаратов.
Номинальный ток и значение токов уставки устройств защиты от сверхтоков определяются не только допустимой нагрузкой по току в защищаемых этими устройствами проводах в соответствии с 12.4, D.2, но и максимально возможным временем размыкания t в соответствии с D.3, учитывая необходимость в согласовании с другими электрическими приборами защищенной цепи.
7.3.1 Общие положения
Все двигатели, мощность которых превышает 0,5 кВт, должны быть защищены от перегрева.
Исключения - Если автоматическое отключение двигателя является нежелательным (например, в насосах пожарного тушения), защитное устройство должно давать сигнал тревоги, способный вызвать ответные действия оператора.
Защита двигателей от перегрева должна производиться посредством:
- защиты от перегрузки (см. 7.3.2).
Примечание 1 - Устройства защиты от перегрузок выявляют параметры время/ток, превышающие расчетную полную нагрузку цепи, и инициируют соответствующую реакцию в цепях управления;
- защиты от превышения температуры (см. 7.3.3).
Примечание 2 - Устройства защиты выявляют превышение температуры и инициируют соответствующую реакцию в цепях управления;
- или защиты ограничением тока (см. 7.3.4).
Если при повторном автоматическом пуске двигателя (самопуске) после срабатывания защиты от перегрева может возникнуть опасная ситуация или может быть нанесен ущерб машине и производству, то должны быть предприняты меры по его предупреждению.
7.3.2 Защита от перегрузки
С целью обеспечения защиты от перегрузки датчики нагрузки должны быть установлены в каждый токопроводящий проводник, за исключением нейтрального.
Однако если датчик нагрузки не используется для защиты проводки (см. также D.2), число датчиков может быть снижено по согласованию с пользователем (см. также приложение В). Для однофазных двигателей или двигателей постоянного тока допускается установка только одного датчика на одном токоведущем незаземленном проводе. Когда защита от перегрузок производится отключением, выключатель должен отключить все токоведущие провода. Для защиты от перегрузки нет необходимости в отключении нейтрального проводника.
Если двигатели обладают специальными характеристиками для пуска и частого торможения (например, двигатели, используемые для осуществления быстрых перемещений, зажимов с частыми реверсами, высокоскоростных механизмов, глубокого сверления), то могут возникнуть трудности в реализации защиты от перегрузок ввиду того, что постоянная времени устройства сравнима с постоянной времени обмоток защищаемого двигателя. В этих случаях требуется использование устройств защиты, сконструированных применительно к двигателям специального назначения, или защиты от перегрева (превышения температуры обмоток, см. 7.3.3). Для двигателей, которые не могут быть перегружены ввиду их размеров или имеют механические средства защиты, защита от превышения температуры обмоток не требуется.
7.3.3 Защита от перегрева
Рекомендуется использование двигателей с температурной защитой (МЭК 60034-11), если условия охлаждения могут быть ухудшены (из-за отложений пыли). Встроенная тепловая защита не для всех типов двигателей может обеспечивать защиту при блокировке ротора или обрыве фазы, ввиду чего может возникнуть потребность в дополнительных мерах защиты.
Встроенная тепловая защита рекомендуется также для двигателей, которые не могут быть перегружены (например, тормозные, приводные, которые дополнительно защищены с помощью механических средств, или ввиду их соответствующих размеров), однако могут получить перегрев, например, из-за потери охлаждения.
7.3.4 Защита ограничением тока нагрузки
Когда защита трехфазных двигателей от перегрева основывается на ограничении тока нагрузки, число датчиков тока ограничивающих устройств может быть снижено с 3 до 2 (см. 7.3.2). Для однофазных двигателей или двигателей постоянного тока допускается применение токоограничения только в одном незаземленном проводнике.
Цепи, нагреваемые при сопротивлении протеканию электрического тока, или другие, которые могут достигать или вызывать аномальные температуры (например, обусловленные кратковременным приростом или потерей охлаждающих возможностей) и стать, таким образом, причиной опасных ситуаций, должны быть оснащены чувствительным элементом, вызывающим немедленную реакцию органов управления.
Если снижение напряжения или прерывание питания может стать причиной опасной ситуации, нанести ущерб машине или производству, необходимо предусмотреть защиту от недопустимого снижения напряжения (минимальную) для обеспечения соответствующей защиты (например, отключение питания) при определенном уровне напряжения.
Если при работе машины допустимо отключение или снижение напряжения в течение короткого периода времени, то может быть использовано устройство с настройкой на минимальное напряжение. Работа устройства защиты с настройкой на минимальное напряжение не должна влиять на срабатывание какого-либо органа управления остановкой машины.
Повторный автоматический пуск (самозапуск) машины после восстановления напряжения или после включения входного напряжения питания должен быть невозможен, если это может создать опасную ситуацию.
Если снижение напряжения или прерывание питания может повлиять на работоспособность только части машины или группы машин, работающих вместе в согласованном порядке, необходимо предусмотреть такое размещение устройства на этой части, чтобы осуществлялся скоординированный контроль за работоспособностью остальной системы.
Защита от разносных частот вращения с учетом мер, указанных в 9.3.2, должна быть предусмотрена в том случае, когда это может привести к созданию опасной ситуации. Защита должна вызывать соответствующую реакцию системы управления и предотвращать повторный автоматический пуск. Защита должна работать в рамках, ограниченных техническими характеристиками привода.
Примечание - Защита должна состоять, например, из центробежного выключателя или регулятора ограничения скорости.
Как указано в 6.3, защиту этого вида используют для автоматического отключения оборудования во избежание повреждений, когда токи короткого замыкания недостаточны для срабатывания защиты от короткого замыкания.
Уставку аппаратов следует выбирать возможно малой для точного управления оборудованием.
Если нарушение последовательности чередования фаз может вызывать нарушения в работе машины, должна быть обеспечена защита машины от этой опасности.
Примечание - Условия эксплуатации, которые могут привести к перекосу фаз, включают в себя:
- замену одного источника питания машины на другой;
- подключение мобильной машины к внешнему источнику питания.
Защитные устройства должны обеспечивать подавление перенапряжений, возникающих при работе освещения и переключениях осветительных устройств. При этом:
- устройства для подавления перенапряжений при работе освещения должны быть подключены непосредственно к вводным клеммам отключающих приборов;
- устройства подавления импульсов при переключениях должны подключаться через клеммы питания всего оборудования, требующего такую защиту.