Сечение проводов и кабелей определяют, исходя из допустимого нагрева с учетом нормального и аварийного режимов, а также неравномерного распределения токов между отдельными линиями, поскольку нагрев изменяет физические свойства проводника, повышает его сопротивление, увеличивает бесполезный расход электрической энергии на нагрев токопроводящих частей и сокращает срок службы изоляции. Чрезмерный нагрев опасен для изоляции и контактных соединений и может привести к пожару и взрыву.
При окончательном выборе сечения проводов и кабелей из условия допустимого нагрева по соответствующим таблицам необходимо учитывать не только расчетный ток линии, но и способ прокладки ее, материал проводников и температуру окружающей среды.
При эксплуатации электрической сети в отдельных ее участках бывают нарушения нормального режима работы и в проводниках могут возникнуть токи, превышающие расчетные. Возможно, например, увеличение тока линии в связи с перегрузкой двигателя. Увеличение тока при перегрузке, как правило, бывает небольшим, в пределах не выше нескольких десятков процентов номинальной нагрузки. Другой вид нарушения нормальной работы сети — короткое замыкание — связан в большинстве случаев с резким увеличением тока до нескольких десятков и даже сотен тысяч ампер.
Короткое замыкание может вызвать пожар из-за воспламенения покровов провода. Еще более опасные последствия может повлечь за собой короткое замыкание во взрывоопасном помещении, где приходится считаться с возможностью взрыва.
Несравненно менее опасна для проводников перегрузка. Кратковременная перегрузка проводников не представляет для них и для окружающей среды непосредственной опасности. Однако длительные перегрузки ведут к износу изоляции и снижению ее изоляционных свойств.
Защита сети от коротких замыканий является обязательной во всех случаях, и время ее действия должно быть минимальным для уменьшения теплового действия токов короткого замыкания.
Перегрузка является менее опасной, и в ряде случаев допускается отказ от применения защиты проводов и кабелей от перегрузки.
Защита проводов и кабелей электрических сетей напряжением до 1 000 В осуществляется плавкими предохранителями. автоматическими выключателями с тепловыми и электромагнитными расцепителя ми и магнитными пускателями или контактерами с тепловыми реле.
Наиболее простым и дешевым защитным аппаратом является плавкий предохранитель. Его защитным элементом является плавкая вставка, включаемая последовательно в цепь тока. При увеличении тока линии выше определенной величины температура плавкой вставки повышается и происходит ее расплавление, цепь тока разрывается, предохраняя провод линии от недопустимого перегрева.
При необходимости иметь защиту от перегрузки применяют автоматические выключатели с тепловыми расцепителями или магнитные пускатели с тепловыми реле. Тепловые элементы расцепителя или реле нагреваются медленно и действуют только при длительном протекании тока. Пусковой ток двигателя не успевает нагреть эти элементы до температуры, при которой происходит действие тепловой защиты.
