Плавкие предохранители
Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги.
Ценными свойствами плавких предохранителей являются:
- характеристики предохранителей таковы, что они не могут быть использованы для защиты цепей при перегрузках;
- избирательность отключения участков цепи при защите ее предохранителями может быть обеспечена только в радиальных сетях;
- автоматическое повторное включение цепи после ее отключения предохранителем возможно только при применении предохранителей многократного действия более сложной конструкции;
- отключение цепей плавкими предохранителями связано обычно с перенапряжениями;
- возможны однополюсные отключения и последующая ненормальная работа участков системы.
Поэтому в электроустановках свыше 1 кВ предохранители имеют ограниченное применение; их используют в основном для защиты силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов напряжения и статических конденсаторов.
Плавкий предохранитель состоит из следующих основных частей: изолирующего основания или металлического основания с изоляторами, контактной системы с зажимами для присоединения проводников, патрона с плавкой вставкой. Большинство предохранителей имеет указатели срабатывания той или иной конструкции.
Номинальные токи предохранителей, А. 8; 10; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400
Номинальные токи плавких вставок, А. 2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400
Номинальные токи отключения, кА. 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40
Под номинальным током отключения следует понимать наибольшее допускаемое действующее значение периодической составляющей тока КЗ, отключаемого предохранителем при определенных условиях. Отечественные аппаратные заводы выпускают плавкие предохранители для напряжений до 110 кВ включительно.
Наибольшая температура частей предохранителя, заряженного любой из предназначенных для него плавких вставок, не должна превышать значений, указанных в табл.1 при температуре воздуха +40°С.
Наибольшие допустимые температуры частей предохранителей
Плавкие предохранители
- отводить тепло от плавкой вставки в нормальном рабочем режиме;
- не выделять газа под действием высокой температуры дуги;
- обладать достаточной электрической прочностью после разрыва цепи.
Защитные характеристики плавких предохранителей
Защитные характеристики представляют собой зависимости времени плавления tпл или времени отключения цени tот от соответствующих значений тока, неизменного во времени (рис.1).
Рис.1. Примерный вид защитных характеристик плавких предохранителей
Коммутационная способность предохранителей
Предохранитель должен отключать при наибольшем рабочем напряжении любой ток в пределах от тока, плавящею вставку в течение 1 ч, до номинального тока отключения независимо от момента начала КЗ, т.е. при любой асимметрии тока. При этом не должны иметь место разрушения патрона или повреждения частей предохранителя.
Плавкие высоковольтные предохранители ПКТ, ПКН, ПВТ в сельских распределительных сетях
В сельских электронных установках на это напряжение используются предохранители типов ПКТ и ПВТ (прежнее заглавие соответственно ПК и ПСН).
Устройство и принцип деяния плавких предохранителей типа
ПКТ
Рис. 1. Патроны предохранителей типа ПКТ:
а — на номинальные токи до 7.5 А; б — на номинальные токи 10 .… 400 А;
1 — крышка; 2 — латунный колпачок; 3 — фарфоровая трубка; 4 — кварцевый песок; 5 — плавкие вставки; 6 — указатель срабатывания; 7 — пружина
Рис. 2. Предохранитель типа ПКТ:
1- цоколь; 2- опорный изолятор; 3- контакт; 4- патрон; 5- замок
Такая конструкция обеспечивает не плохое гашение дуги, потому что вставки имеют значительную длину и маленькое сечение. Для уменьшения температуры плавления вставки применен металлургический эффект.
Для понижения перенапряжений, которые могут появляться при резвом гашении дуги в узеньких каналах (щелях) меж зернами кварца, используются плавкие вставки различного сечения по длине. Это обеспечивает искусственное затягивание гашения дуги.
Патрон предохранителя герметизирован — после наполнения трубки кварцевым песком крышки 1, закрывающие отверстия, кропотливо запаивают. Потому предохранитель ПКТ работает бесшумно.
Устройство и принцип деяния плавких предохранителей типа
ПКН
Для защиты измерительных трансформаторов напряжения выпускают предохранители типа ПКН (прежнее заглавие ПКТ). В отличие от рассмотренных предохранителей ПКТ они имеют константановую плавкую вставку, намотанную на глиняний сердечник. Такая вставка обладает более высочайшим удельным сопротивлением. Благодаря этому и малому сечению вставки обеспечивается токоограничивающий эффект.
Устройство и принцип деяния выхлопных плавких
предохранителей типа ПВТ
Предохранители типа ПВТ (выхлопные, прежнее заглавие — стреляющие типа ПСН) изготовляют на напряжение 10 … 110 кВ. Они созданы для установки в открытых распредустройствах. В сельских электронных сетях более обширно употребляются предохранители ПВТ-35 для защиты трансформаторов напряжением 35/10 кВ.
Рис. 3. Предохранители типа ПВТ:
а, б — вид и патрон предохранителя ПВТ (ПСН)-35;
в — предохранитель ПВТ (ПС)-35 МУ1; 1 и 1′- контактный ножик; 2 — ось; 3 — опорный изолятор; 4 — плавкая вставка; 5 — трубка из газогенерирующего диэлектрика; 6 — эластичная связь; 7 — наконечник; 8 — патрубок
Основной элемент патрона предохранителя – газогенерирующая трубка 5 из винипласта (рис. 1.5). Снутри трубки размещен гибкий проводник 6, соединенный одним концом с плавкой вставкой 4 , помещенной в железной головке патрона, а вторым – с контактным наконечником 7.
