Устройство и ремонт предохранителей. 2 основных правила. Порядок монтажа предохранителей


Устройство и ремонт предохранителей

Несмотря на повсеместное внедрение автоматических выключателей, плавкие предохранители еще применяются для защиты от коротких замыканий и перегрузок. В некоторых домах и квартирах их еще не успели заменить. Но в электроустановках предохранители используют из-за их достоинств:

  • они дешевые;
  • скорость отключения коротких замыканий выше, чем у автоматов;
  • гарантированное отключение коротких замыканий в связи с отсутствием подвижных частей и узлов;
  • лучшее гашение дуги;
  • габариты трех предохранителей меньше, чем у автоматического выключателя на тот же ток;
  • динамическая устойчивость к токам короткого замыкания ограничивается только типом применяемых изоляторов, на которых устанавливаются предохранители.

В бытовой аппаратуре и электронных изделиях предохранители также применяются до сих пор, и будут использоваться для ее защиты еще долгое время. Связано это с из небольшими габаритами, надежностью и дешевизной. В некоторых устройствах вместо них используют термореле, но в изделиях, где возникновения замыкания маловероятно, применение предохранителей экономически оправданным. Особенно там, где выход их из строя требует ремонта защищаемого оборудования в специализированных мастерских. Применение же термореле актуальнее в удлинителях, где вероятность замыканий и перегрузок выше, а защита розетки, к которой он подключен, не обеспечивает скоростное отключение при ненормальных режимах работы.

Предохранители промышленного примененияПредохранители промышленного применения

Модели предохранителей, применяемые в промышленных электроустановках, комплектуются сменными плавкими вставками. Корпус предохранителя после короткого замыкания не заменяется, если он не получил механических повреждений, и изоляция не потеряла своих свойств под воздействием электрической дуги. Применение вставок создает дополнительное достоинство: в один и тот же корпус устанавливаются сменные элементы, рассчитанные на различные номинальные токи. Это позволяет унифицировать места для расположения предохранителей в распределительных устройствах, и гибко реагировать на изменение мощности нагрузки, изменяя номинальный ток вставки.

Виды бытовых предохранителейВиды бытовых предохранителей

Предохранители, применяемые в бытовой аппаратуре, также унифицируются, но замена вставки в их корпусе не предусматривается. Плавкая вставка представляет собой проволочку из специального материала, расположенную внутри стеклянного или керамического корпуса в виде трубки. Концы проволочки припаяны к металлическим колпачкам по краям трубки, служащими одновременно выводами для подключения предохранителя в электрическую цепь. Такой предохранитель после срабатывания заменяется целиком.

Принцип действия предохранителя

При прохождении электрического тока проводники нагреваются. Чем больше ток или меньше сечение проводника, тем нагрев сильнее. При достижении некоторой величины, называемой током плавления, проводник плавится и разрушается, разрывая тем самым электрическую цепь.

Но этого недостаточно. В момент разрыва ток короткого замыкания может не прерываться, а продолжит проходить через предохранитель через электрическую дугу, возникающую за счет ионизации газа внутри него. Для ее гашения используются три метода:

  • Заполнение полости внутри предохранителя веществом, не поддерживающим горение. Для этого используют кварцевый песок. Заполняя предохранитель, он вытесняет оттуда воздух, способный ионизироваться.
  • Дробление дуги на части за счет перегорания вставки одновременно в нескольких местах.
  • Применение подпружиненных вставок. После их перегорания пружинка освобождается и резко увеличивает расстояние между контактами, вытягивая дугу и заставляя ее гаснуть.

Ремонт предохранителей

Ремонт предохранителей со сменными вставками заключается в их замене новыми, рассчитанными на тот же ток. Номинальный ток вставки указывается на ее поверхности в тех местах, которые не страдают при плавлении. Дополнительно ток вставки предохранителя указывают рядом с ним на корпусе устройства, а на промышленных объектах на корпус предохранителя дополнительно вешают бирку.

При появлении трещин, копоти, металлизации от действия электрической дуги на корпусе его заменяют. Любой дефект, способный ухудшить дугогасящие свойства предохранителя, приведет к проблемам при отключении следующего короткого замыкания: корпус расплавится, дуга перекинется на соседние контакты. Распределительное устройство отключится целиком и получит повреждения.

Предохранители в бытовой аппаратуре меняются целиком. В предохранителях типа «пробка» заменяется плавкая вставка. Но не всегда под рукой оказываются вставки на нужный ток. Иногда возникает необходимость временно отремонтировать предохранитель, но при этом обеспечить безаварийную работу защищаемого устройства.

Замена вставки внутри стеклянного предохранителяЗамена вставки внутри стеклянного предохранителя

Электрики давно решают эту проблему установкой вместо вставки тонкой медной проволочки, называемой «жучком». Но при его установке нужно учитывать два главных правила, соблюдение которых позволит сохранить безопасность отремонтированного предохранителя.

2 основных правила ремонта предохранителя

  1. Проволочку нельзя наматывать снаружи корпуса. Она должна находиться на том же месте, где была сгоревшая вставка. Иначе при плавлении «жучок» станет причиной пожара или масштабного короткого замыкания.

    Так делать нельзяТак делать нельзя

  2. Толщина (сечение) проволочки должна быть такой, чтобы ее ток плавления соответствовал номинальному току ремонтируемого предохранителя. Удобнее применять в качестве вставки обмоточный провод, диаметры которого имеют широкий ассортимент. Для правильного выбора сечения провода служит таблица.
Номинальный ток предохранителя, А Диаметр медного провода в изоляции, мм
0,25 0,02
0,50 0,03
1,0 0,05
3,0 0,09
5,0 0,16
10,0 0,25
15,0 0,33
20,0 0,40
25,0 0,46
30,0 0,52
35,0 0,58
40,0 0,63
45,0 0,68
50,0 0,73

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

electric-tolk.ru

1. Область и порядок применения Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок.

20

ПОТ РМ, стр.16

Распространяется на работников организаций независимо от форм собственности

а) Электроустановки должны содержатся в технически исправном состоянии, обеспечивающим безопасные условия труда

б) Электроустановки должны быть укомплектованы испытанными защитными средствами, а также средствами первой медицинской помощи.

2. Требования, предъявляемые к персоналу, обслуживающему электроустановки.

ПОТ РМ, стр.17

а) Работники принимаемые для выполнения работ в ЭУ должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру выполняемой работы.

б) Произведена проверка знаний работников, инструктажи проводятся согласно государственных и отраслевых нормативных актов по организации охраны труда и безопасной работе персонала

в) Проверка состояния здоровья при приеме на работу, а так же переодически

г) Электротехнический персонал до допуска к самостоятельной работе должен быть обучен приемам освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказанию 1-ой медицинской помощи при несчастных случаях.

д) Персонал должен пройти проверку знаний по Межотраслевым правилам по охране при эксплуатации ЭУ (ПОТ РМ-016-2001г) и других нормативно- технических документов, пожарной безопасности , пользованию защитными средствами и иметь соответствующую группу по эл. безопасности.

Работнику прошедшему проверку знаний выдается удостоверение установленной формы.

е) Работник обладающий правом на проведение специальных работ должен иметь запись об этом в удостоверении.

ж) Работник проходящий стажировку должен быть закреплен приказом за опытным работником. Допуск к самостоятельной работе должен быть оформлен соответствующим распоряжением руководителя организации

з) Каждый работник если он не может принять меры к устранению нарушений настоящих правил , должен немедленно сообщить вышестоящему руководителю о всех замеченных нарушенияях.

3. Назовите работы, право на проведение которых отражается в удостоверении (специальные работы).

ПОТ РМ, стр.18

Верхолазные работы, работы под напряжением на токоведущих частях, ремонт проводов, контроль измерительной штангой изоляторов и соединительных зажимов, испытание оборудования повышенным напряжением.

4. Кто должен выполнять оперативные переключения в электроустановках?

ПОТ РМ, стр.18

Выполняет оперативный или оперативно ремонтный персонал., допущенный распорядительным документом руководителя организации.

Для допускающих по наряду-допуску и распоряжению наличие допуска на право выполнения работ оперативных переключений обязательно.

Выше 1000В старший по смене- 4гр допуска остальные –3гр

До 1000В оперативный персонал не ниже гр-3

5. Назовите допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Правила, п.1.3.3., стр.19

1. До 1КВ на ВЛ-0,6м от людей и применяем. инструм –1м до механизмов.

2. 1-35КВ на ВЛ-0,6м от людей и применяем. инструм- 1м до механизмов

3. 60,110КВ на ВЛ-1м от людей и применяем инструм- 1,5м до механизмов

4 150КВ на ВЛ-1,5м от людей и мрименяем инструм- 2м до механизмов.

6. Кто имеет право проводить единоличный осмотр электроустановок?

Правила, стр.20

а) Работник с группой не ниже 3гр из числа оперативного персонала находящегося на дежурстве, либо работник административно-технического персонала с 5гр для ЭУ свыше 1000В

б) Работник с 4гр для ЭУ до 1000В на основании письменного разрешения руководителя организации.

Не допускается выполнение какой либо работы во время осмотра ЭУ

7. Порядок снятия и установки предохранителей.

Правила, стр.20

Снимать и устанавливать предохранители следует при снятом напряжении.

Допускается снимать и устанавливать предохранители наход. под напряжением без нагрузки.

Допускается под напряжением и под нагрузкой заменять предохранители во вторичных цепях, предохранители трансформаторов напряжения и предохранители пробочного типа.

выше 1000В-изолирующими клещами, (штангой) в диэлектрич. перчатках, и средствах защиты лица и глаз.

до 1000в- изолирующими клещами или в диэлектрических перчатках и средствах защиты лица и глаз.

studfiles.net

Плавкие предохранители. Виды и устройство. Работа и применение

Компонент одноразового применения защищает источник тока от излишней нагрузки, и является наиболее слабым звеном электрической цепи. Плавкие предохранители входят в состав практически всех электросетей. Это устройство состоит из отрезка проволоки, сечение которого рассчитано на прохождение тока определенной величины. При возникновении чрезмерной нагрузки в цепи, плавкий элемент расплавляется и разрывает цепь.

Основными свойствами предохранителя являются: номинальное напряжение, номинальный ток, предельно допустимый ток.

Некоторые люди считают, что качество предохранителя зависит от толщины проволоки в нем. Но это не совсем так. Неквалифицированный расчет толщины плавкой вставки легко становится причиной пожара, так как кроме самого предохранителя нагреваются и провода, составляющие цепь. Если поставить предохранитель со слишком тонкой проволокой, то он не обеспечит нормального функционирования и быстро разорвет цепь.

Принцип действия

Плавкие предохранители включают в промежуток электрической цепи таким образом, что по ним проходит общий ток нагрузки этой цепи. До превышения верхней границы тока проволочный элемент теплый, либо холодный. Но, при появлении в цепи значительной нагрузки или возникновения короткого замыкания величина тока значительно повышается, расплавляет плавкий проволочный элемент, что приводит к автоматическому разрыву цепи.

Плавкие предохранители действуют в 2-х режимах, отличающихся между собой:

• Нормальный режим, когда устройство нагревается в установившемся процессе, в котором он весь нагревается до рабочей температуры и выделяет тепло наружу. На каждом предохранителе указана наибольшая величина тока, при которой происходит расплавление проволочного элемента. В корпусе вставки могут находиться плавкие элементы, рассчитанные на разную силу тока.

• Режим перегрузки и короткого замыкания. Устройство выполнено таким образом, что при повышении силы тока до верхней допустимой границы, плавкий элемент очень быстро сгорает. Для достижения такого свойства плавкий элемент в некоторых местах выполняют с меньшим сечением. На них выделяется больше тепла, чем в других местах. Во время замыкания оплавляются и размыкают цепь все узкие участки плавкого элемента. В это время вокруг места оплавления образуется электрическая дуга, которая гаснет в корпусе предохранителя.

Маркировка

Обозначение предохранителей представляют две буквы. Рассмотрим подробнее маркировку плавких предохранителей.

Первая из букв определяет интервал защиты:

• a — частичный интервал (защита от короткого замыкания (КЗ)).• g — полный интервал (защита от КЗ и перегрузки).

Вторая буква определяет вид защищаемого устройства:

• G — универсальный тип для защиты разного оборудования.• L — защита проводов и распредустройств.• B — защита оборудования горного производства.• F — защита цепей с малым током.• M — защита отключающих устройств и электромоторов.• R — защита полупроводниковых приборов.• S — быстрое срабатывание при КЗ и среднее срабатывание при перегрузке.• Tr — защита трансформаторов.

виды и устройство
Слаботочные вставки

Plavkie predokhraniteli vidy

Эти предохранители служат для защиты электрических устройств небольшой мощности с потреблением тока до 6 А.

Первая цифра – наружный диаметр, 2-я – длина предохранителя.

• 3 х 15. • 4 х 15. • 5 x 20. • 6 x 32. • 7 х 15. • 10 х 30.

Вилочные предохранители

Служат для использования в автомобилях, и защищают их цепи от перегрузок. Вилочные вставки изготавливаются на напряжение до 32 В. Внешний вид их конструкции сдвинут в сторону, так как контакты находятся с одной стороны, а плавкая часть с другой.

• Миниатюрные вставки.• Обычные.

Пробковые вставки

Применяются в жилых домах, работают при токе до 63 А.

• DIAZED.• NEOZED.

Такие вставки используют для приборов освещения, защиты бытовых устройств, счетчиков, маломощных электродвигателей. Они отличаются от трубчатых вставок методом крепления.

Трубчатые вставки

Plavkie predokhraniteli trubchatye

Такие вставки изготавливают в закрытом виде с корпусами из материала – фибры, которая образует газ, создающий большое давление, разрывающее цепь.

  1. Контакты.
  2. Колпачки.
  3. Кольца.
  4. Вставка плавкая.
  5. Фибра.
Ножевые предохранители

 Рабочий ток достигает 1,25 кА. Типоразмеры ножевых видов:

  • 000 – до 100 А.
  • 00 – до 160 А.
  • 0 – до 250 А.
  • 1 – до 355 А.
  • 2 – до 500 А.
  • 3 – до 800 А.
  • 4 – до 1250 А.
Кварцевые

Plavkie predokhraniteli kvartsevye

Этот вид вставок является токоограничивающим, не образующим газов, служит для внутреннего монтажа. Предохранители кварцевого вида выполняются на напряжение до 36 киловольт.

1 – Патрон (керамика, стекло).2 – Вставка плавкая.3 – Колпачки (металл).4 — Наполнитель.5 – Указатель.

Патрон закрывается с помощью колпачков, обеспечивая герметичность. К наполнителю предъявляются определенные требования:

  1. Прочность (электрическая).
  2. Высокая теплопроводность.
  3. Не должен образовывать газы.
  4. Не должен впитывать влагу.
  5. Частицы наполнителя должны быть строго необходимого размера, во избежание их спекания, либо невозможности погасить дугу.

Таким требованиям отвечает песок из кварца. Плавкий элемент выполняется из меди с покрытием серебром. Из-за значительной длины плавкий элемент навивают в виде спирали.

Газогенерирующие

Plavkie predokhraniteli gazogeneriruiushchie

К такому виду относятся разборные предохранители ПР, стреляющие вставки для внешней установки ПСН, выхлопные ПВТ для трансформаторов.

Вставка ПР служит для монтажа внутри помещений в устройствах до 1000 вольт. Она состоит из:

  1. Патрон, сделан из фибры с латунными кольцами по краям. На конце накручены колпачки из латуни.
  2. Колпачки.
  3. Плавкий элемент в виде цинковой пластины.
  4. Контакты.

При сгорании вставки под воздействием электрической дуги образуется значительное количество газа. Его давление возрастает, дуга гаснет в потоке газа. Вставка выполняется V-образной формы, так как во время сгорания узкого места образуется меньшее количество паров металла, препятствующего погашению дуги.

Термопредохранители

Этот вид вставок является одноразовым устройством. Он служит для защиты дорогих элементов оборудования от перегрева выше границы установленной температуры. Внутри корпуса размещены термочувствительные материалы, что обеспечивает установку вставок в цепях с большим током.

Plavkie predokhraniteli termo

Принцип работы заключается в следующем. В нормальном режиме вставка имеет сопротивление, равное нулю. При нагревании корпуса от защищаемого устройства до температуры сработки повреждается термочувствительная перемычка, которая разрывает цепь питания устройства. После сработки нужно произвести замену термопредохранителя и устранить причину поломки.

Такие плавкие предохранители стали популярными в бытовых электрических устройствах: тостерах, кофеварках, утюгах, а также в климатическом оборудовании.

Общие особенности

Плавкие предохранители отличаются по свойствам срабатывания от номинального тока. Плавкие предохранители имеют инертность срабатывания, поэтому у профессионалов они часто применяются для селективной защиты вместе с электрическими автоматами.

Правила регулируют защиту воздушных линий так, чтобы вставка срабатывала за 15 с. Важной величиной служит время разрушения проводника при работе с током, превышающим установленное значение. Чтобы снизить это время, некоторые конструкции предохранителей имеют предварительно натянутую пружину. Она разводит края разрушенного проводника, во избежание возникновения электрической дуги.

Корпуса предохранителей производят из прочных сортов керамики. Для малых токов применяют вставки с корпусами из стекла. Корпус вставки играет роль основной детали. На ней закреплен плавкий элемент, указатель срабатывания, контакты, таблица с данными. Также корпус выступает в качестве камеры погашения электрической дуги.

Недостатки плавких предохранителей
  • Возможность применения один раз.
  • Значительным недостатком плавких вставок является его устройство, позволяющее недобросовестным специалистам производить шунтирование (применять «жучки»). Это может привести к возгоранию проводки.
  • В 3-фазных цепях электромоторов при срабатывании одного предохранителя пропадает одна фаза, что приводит чаще всего к неисправностям двигателя. В этом случае целесообразно применять реле контроля фаз.
  • Имеется возможность незаконной установки предохранителя на повышенный номинал тока.
  • Может произойти перекос фаз в 3-фазных сетях при значительных токах.
Достоинства плавких предохранителей
  • В ассимметричных 3-фазных цепях в аварийных случаях на 1-й фазе, электрический ток исчезнет только на этой фазе, другие фазы будут продолжать питание потребителей. При больших токах такую ситуацию нельзя допускать, так как это приведет к перекосу фаз.
  • Из-за слабой скорости действия плавкие вставки можно применять для избирательности.
  • Селективность самих вставок при последовательной схеме имеет расчет намного проще, по сравнению с автоматическими предохранителями, так как номинальные токи предохранителей, соединенных последовательно должны иметь отличия между собой в 1,6 раза.
  • Конструкция плавкого предохранителя значительно проще, чем у электрического автомата, поэтому поломка механизма исключена. Это дает полную гарантию отключения цепи во время аварии.
  • После замены предохранителя с плавким элементом, в цепи снова возобновляется защита со свойствами, удовлетворяющими производителю устройств, в отличие от применения автомата, у которого могут подгореть контакты, тем самым изменятся характеристики защиты.
Похожие темы:

 

electrosam.ru

19. Выбор предохранителей.

Действие предохранителей основано на перегорании плавкой вставки при протекании через неё значительных токов. Время действия предохранителя или же время перегорания плавкой вставки зависит от значения тока, протекающего через неё. Эта зависимость выражается времятоковой или защитной характеристикой предохранителя. В зависимости от конструкции предохранителя различают 2 вида характеристик: пологие и круто падающие.

Ном.ток плавкой вставки можно определить как наибольшее значение тока. Протекающего через плавкую вставку, при котором плавкая вставка может работать неограниченное время (пороговый ток).

Достоинства:1) высокая надёжность срабатывания при правильно выбранной плавкой вставке. 2)Простота конструкции и, сл-но, низкая стоимость.

Недостатки:1) однократность срабатывания (после перегорания плавкой вставки требуется её замена – разборные предохранители или же замена всего предохранителя – неразборные предохранители).

2)предохранители предназначены в основном для защиты от токов КЗ. Защита от перегрузки на них выполняется сложнее.

3)с течением времени поверхность плавкой вставки окисляется, что приводит к уменьшению её сечения и снижению значения тока, при котором происходит перегорание плавкой вставки (т.е. происходит старение предохранителя.) В результате старения предохранителя может произойти его срабатывание в нормальном режиме работы сети, что является нежелательным особенно при защите АД. В этом случае возникает неполнофазный режим работы, сопровождающийся увеличением тока выше ном.значения.

4)трудность согласования защит соседних участков цепи. Ки<<1.

При изготовлении предохранителей неизбежно возникновение технологического разброса защитных характеристик предохранителя из-за изменения исходных материалов, процессов обработки и т.д. Вследствие этого реальные защитные харктеристики у предохранителей могут смещаться относительно теоретического положения.

По теоретическим характеристикам время срабатывания 1 предохранителя должно быть больше времени срабатывания 2 предохранителя. Это необходимо для правильного действия защиты, при котором Iкз в точке К1 должно отключаться ближайшим предохранителем или предохранителем 2, обеспечивая при этом работу остальных ЭП. В случае отказа срабатывания предохранителя 2 некоторое время спустя должен сработать предохранитель 1 для обеспечения защиты сети. По теор.защитным характеристикам защита будет действовать именно так. Предположим, что предохранители имеют близкие токи срабатывания, реальные защитные хар-ки – пунктирные линии. При таком виде защитных характеристик время срабатывания 1 предохранителя оказывается меньше, чем время срабатывания 2 предохранителя и поэтому при КЗ в точке К1 первым перегорает предохранитель 1, отключая тем самым все ЭП. Для исключения этого явления ток срабатывания предохранителя 1 должен быть больше тока срабатывания предохранителя 2 не меньше, чем на 2 ступени ном.токов плавких вставок предохранителей данного типа. Это приводит к снижению чувствительности защиты.

Выбор предохранителей.

  1. Uн≥Uс.

  2. Iн≥Iр – ном.ток ≥ расчётному току сети. Под ном.током предохранителя следует принимать такое значение тока, при котором не происходит перегрев самого предохранителя ыше допустимых значений. Ном.ток плавкой вставки при этом должен быть ≤ ном.току предохранителя.

  3. Iн.п.в.≥Iр. Это условие применяется, если в составе нагрузки отсутствуют электродвигатели. Iн.п.в.≥Iпуск/Кп (для защиты электродвигателей). Это условие должно обеспечивать несрабатывание плавкой вставки в момент пуска двигателя. Кп – коэффициент, учитывающий вид пуска электродвигателя. При лёгком пуске двигателя ( Iпуск<10с) этот коэф. равен 2,5. При тяжёлом пуске 1,6.

  4. Iн.откл≥Iкз max – проверка по отключающей способности.

  5. Проверка чувствительности защиты. Для выполнения этой проверки рассчитывается коэффициент чувствительности: Кч=Iкз min/Iн.п.в.

Чувствительность срабатывания предохранителя как и любой другой защиты оценивается по минимальному току КЗ, т.к. именно в этом режиме относительно небольшие токи КЗ могут привести к несрабатыванию защиты. Ки≥4 – для взрывоопасных помещений. Ки≥3 – для остальных помещений.

studfiles.net

Виды предохранителей

Плавкий предохранитель – первое устройство, примененное в электрических цепях для защиты от замыканий и перегрузок. Возникновение этих аварийных режимов работы неизбежно. Какой бы новой и качественной не была электроустановка, всегда сохраняется шанс на повреждение ее изоляции и подключение избыточной мощности к сетям питания.

Предохранитель является одноразовым компонентом. После срабатывания либо он сам, либо его плавкая вставка подлежат утилизации и замене новыми. Этих недостатков лишены автоматические выключатели, отключающие аварийные режимы работы сети снова и снова, без разрушения и выхода из строя. Но предохранители применяются в электроустановках до сих пор.

Ассортимент предохранителейАссортимент предохранителей

Этому способствуют его достоинства:

  • простая конструкция, дешевая в изготовлении;
  • удобство эксплуатации;
  • выход из строя предохранителя невозможен – в нем просто нечему ломаться. Поэтому отказов в их работе не бывает, что повышает надежность работы защиты.

Устройство предохранителя

Предохранитель любой конструкции состоит из трех частей: корпуса, контактной части и плавкого элемента.

Плавкий элемент представляет собой проводник из легкоплавкого материала. При прохождении тока через предохранитель на плавком элементе, обладающем электрическим сопротивлением, выделяется электрическая мощность в виде тепла. Если ток ниже номинального, то тепла недостаточно для расплавления металла, из которого изготовлена вставка.

При превышении током порога срабатывания происходит расплавление вставки, сопровождающееся разрывом цепи. Разрыв происходит тем быстрее, чем больший ток проходит через предохранитель. Для каждого из них заводы-производители приводят время-токовую характеристику, по которой можно определить, за какое время произойдет отключение аварийного режима с заданной кратностью превышения номинального тока. Эта информация используется проектировщиками для расчета работы защит с применением предохранителей.

Устройство стеклянного предохранителяУстройство стеклянного предохранителя

Корпус предохранителя служит не только для механической связи его элементов между собой. При перегорании плавкой вставки неизбежно возникает электрическая дуга. Задача корпуса предохранителя – не допустить ее распространение и погасить как можно скорее.

Назначение контактной системы – обеспечить надежное разъемное соединение защитного устройства с токопроводами электроустановки. Площадь контакта должна быть максимально возможной, чтобы снизить переходное сопротивление и исключить нагрев соединения. Для контактных систем предохранителей используются латунь и медь с анодированным покрытием.

Гашение дуги в корпусах предохранителей

Простейшие модели не содержат внутри ничего, кроме воздуха. Но и рассчитаны они на небольшие токи, отключение которых не сопровождается образованием дуги с опасными для электрооборудования характеристиками. При расплавлении вставки она гаснет самостоятельно.

С повышением тока, отключаемого предохранителем, возникает необходимость принудительного гашения дуги внутри корпуса. Иначе она не погаснет, продолжая подпитывать короткое замыкание. Аварийная цепь не будет отключена: дуга, расплавив контактную систему, распылит частицы металла по поверхности корпуса, образовав контактный мостик. По нему продолжит протекать ток короткого замыкания, пока не сработает вышестоящая защита, либо окончательно не расплавятся токопроводы. В лучшем случае время отключения аварийного режима работы затянется в разы.

Чем больше время отключения короткого замыкания, тем больше вреда оно принесет. Поэтому гашению дуги внутри предохранителя уделяют особое внимание.

Первым методом, позволяющим сократить время отключения короткого замыкания, было изготовление центральной части полого корпуса предохранителя из фибры. Это слоистый материал, состоящий из картона, спрессованного с целлюлозной массой, предварительно пропитанной хлористым цинком. Изделия из фибры стойки к воздействиям бензина, спирта, керосина, ацетона, а также обладают изоляционными свойствами.

Фибровые предохранителиФибровые предохранители

Но главное достоинство деталей из фибры, обусловившее ее распространение в электротехнике – при воздействии пламени дуги она выделяет смесь газов, блокирующих процесс ее горения. Газы, смешиваясь с ионизированной плазмой дуги, затрудняют движение заряженных частиц в ней. Сопротивление токопроводящего канала резко возрастает, дуга гаснет. Такие предохранители называют газогенерирующими, а кроме фибры для их изготовления используется еще и винипласт.

Устройство фибрового предохранителяУстройство фибрового предохранителя

Следующим способом, применяемым для ускорения работы предохранителя, является заполнение корпуса кварцевым песком. Температура плавления кварца – около 1700 градусов, к тому же он – отличный диэлектрик. При перегорании плавкой вставки дуга, увеличиваясь в объеме, распространяется между песчинками. Ей приходится их обходить по замысловатой и сложной траектории, в результате длина ее увеличивается. Дополнительно происходит отбор тепла дуги материалом наполнителя, что способствует деионизации канала и скорейшему погасанию разряда.

Кварцевые предохранителиКварцевые предохранители

Кварцевые предохранители получили наибольшее распространение в электроустановках и применяются до сих пор. Газогенерирующие предохранители распространены меньше и встречаются только в устаревших распределительных устройствах.

Высоковольтные предохранители

Применение предохранителей для защиты электроустановок высокого напряжения значительно упрощает и удешевляет их конструкцию. Альтернативой этому является устройство полноценной релейной защиты. А для ее работы требуются датчики: трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их задача – снизить измеряемые величины до безопасных значений, с которыми могут работать реле и микропроцессорные терминалы. Все это в совокупности оказывается на порядки дороже, чем установка предохранителей.

Но к быстродействию предохранителей в электроустановках выше 1000 В предъявляются еще более жесткие требования. Для скорейшего отключения их плавкую вставку прикрепляют к пружине, соединенной с одним из контактных выводов. Корпус заполняется кварцевым песком.

При перегорании вставки пружина освобождается и резко сокращается. За счет этого длина участка горения дуги быстро увеличивается. Гашение происходит быстрее.

Высоковольтные предохранителиВысоковольтные предохранители

Дополнительным и обязательным для высоковольтных предохранителей устройством является узел контроля исправности. Чтобы безопасно проверить низковольтный предохранитель, можно воспользоваться индикатором, указателем напряжения или тестером. При необходимости можно отключить рубильник и измерить сопротивление между контактами защитного устройства.

Но проверить исправность высоковольтного предохранителя так не получится. Приближаться к нему нельзя. Использование указателей напряжения не дает достоверных результатов. Если плавкими вставками защищен силовой трансформатор, указатель покажет за перегоревшим предохранителем напряжение, наведенное на потерявшей питание обмотке с обмоток других фаз. При проверке исправности вставок на кабельной линии указатель засветится от остаточного заряда, сохраняющегося из-за большой емкости кабеля.

Для индикации срабатывания защиты из корпуса предохранителя выскакивает индикатор, хорошо видимый на расстоянии, безопасном для осмотра. На низковольтных предохранителях для удобства обслуживания тоже применяются индикаторные устройства, сигнализирующие о перегорании плавкой вставки.

Другой проблемой, существующей при использовании предохранителей в сетях выше 1000 В, является возникновение неполнофазного режима из-за перегорании вставки в одной фазе. Оставшиеся в работе на двух фазах силовые трансформаторы выдают на низковольтной обмотке несимметричное напряжение, грозящее вывести из строя электроприборы потребителей.

Устройство высоковольтного предохранителяУстройство высоковольтного предохранителя

Если проблема актуальна, при перегорании одной вставки отключают питание полностью. Для этого используют специальные предохранители с бойками на одном из его торцов. Боек подпружинен и освобождается одновременно с перегоранием плавкой вставки. В паре с такими устройствами применяются выключатели нагрузки, имеющие отключающие планки. Во включенном положении контактная система выключателя удерживается защелкой. При ударе бойка по отключающей планке защелка выбивается. Система отключающих пружин выключателя отбрасывает его контактную систему в отключенное положение. По выскочившему из корпусу бойку определяют фазу, из-за замыкания в которой произошло отключение.

Полупроводниковые предохранителя

Развитие силовой полупроводниковой техники обозначило еще одну проблему. Ни одно механическое защитное устройство, включая плавкие предохранители, не способно своевременно отключить аварийный режим работы устройств, содержащих мощные диоды или транзисторы. Перегрузка этих приборов возможна лишь ограниченное время – десятки миллисекунд. При превышении этого времени прибор разрушается.

Полупроводниковый предохранительПолупроводниковый предохранитель

Чтобы свести к минимуму повреждения электроники в частотных преобразователях, инверторах или устройствах плавного пуска применяют полупроводниковые предохранители. Их p-n-переход перегорает быстрее, чем любая плавкая вставка. Но есть у них особенность – срабатывая, полупроводниковый предохранитель не дает полной гарантии разъединения цепи. Ток через нее прекращается, но не полностью: перегоревший полупроводниковый предохранитель имеет некоторое сопротивление. Поэтому для безопасной эксплуатации перед ним устанавливают еще один коммутационный элемент – автоматический выключатель. Они осуществляет резервирование полупроводниковой защиты, а также используется для гарантированного снятия напряжения с устройства для проверки исправности или замены предохранителей.

Самовосстанавливающиеся предохранители

В некоторых случаях после перегрузки цепи ее можно без вреда включить обратно через некоторое время. Это актуально в микропроцессорной и микроконтроллерной технике. Для защиты таких цепей используют предохранители с самовосстановлением.

Самовосстанавливающийся предохранительСамовосстанавливающийся предохранитель

В состав этих устройств входит полимерная масса, смешанная с углеродом. Углерод обеспечивает требуемую проводимость, но само устройство в целом имеет сопротивление проходящему через него току. При превышении этим током установленного порога состав токопроводящей смеси нагревается, полимер переходит в аморфное состояние, увеличиваясь в размерах. Связь частиц углерода между собой разрывается, ток через предохранитель прекращается.

После остывания полимера токопроводящий состав приходит в первоначальную форму. Контакт восстанавливается, устройство вновь готово к работе.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

electric-tolk.ru


Смотрите также