Предохранители в электрических сетях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Основные сведения

Глава 2. Классификация

Глава 3. Что такое предохранители

Глава 4. Расчет предохранителя

Глава 5. Марки и виды предохранителей

Глава 6. Типы плавких предохранителей

Глава 8. Область применения

Глава 9. Наглядные примеры предохранителей



Введение

Если говорить о плавких предохранителях, то это устройство, которое за счет расплавления его деталей, имеющих определенную конструкцию и размеры, размыкает цепь, в которую оно включено, прерывая ток, если он превышает заданное значение в течение определенного времени. Плавкий предохранитель является самым слабым участком защищаемой электрической цепи, срабатывающим в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение более ценных элементов электрической цепи высокой температурой, вызванной чрезмерными значениями силы тока.

Первые плавкие предохранители начали использоваться ещё в конце 19 века. С тех пор изменяется лишь технология производства и качество их работы как путём подбора материалов, изменения конструктивного исполнения.

Глава 1. Основные сведения

Предохранители предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий. Наибольшее распространение получили плавкие предохранители.

Предохранитель - электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. В цепи обозначается буквами "FU" или прямоугольником со сплошной линией в центре. Обычно предохранители бывают плавкими. Плавкие предохранители -- это электрические аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания. Плавкий предохранитель обычно представляет из себя стеклянную или фарфоровую оболочку, на основаниях которой располагаются контакты, а внутри находится тонкий проводник из относительно легкоплавкого металла. Определённой силе тока срабатывания соответствует определённое поперечное сечение проводника. Если сила тока в цепи превысит максимально допустимое значение, то легкоплавкий проводник перегревается и расплавляется. Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и устройство гасящее дугу, возникающую после плавления вставки. [1]

Глава 2. Классификация

Предохранители подразделяют по виду плавких вставок в зависимости от диапазона токов отключения на типы:

- с отключающей способностью в полном диапазоне токов отключения.

- с отключающей способностью в части диапазона токов отключения.

По виду плавких вставок в зависимости от быстродействия:

- небыстродействующие.

- быстродействующие.

По наличию и конструкции основания:

- с калиброванным основанием.

- с некалиброванным основанием.

- без основания.

По способу монтажа:

- на собственном основании.

- на основаниях комплектных устройств.

- на проводниках комплектных устройств.

По способу присоединения внешних проводников:

- с задним присоединением.

- с передним присоединением.

- с передним и задним (универсальным) присоединением.

По конструкции плавкой вставки:

- с разборной плавкой вставкой (со сменными плавкими элементами).

- с неразборной плавкой вставкой (с несменными плавкими элементами). [2]

Глава 3. Что такое предохранители

Предохранители являются защитными аппаратами. Они применяются для защиты от токов КЗ и перегрузок как низковольтных, так и высоковольтных электрических цепей. Широкое распространение получили пробочные и трубчатые предохранители напряжением до 1000 В типов ПР-2, ПН-2, НПН (трубчатые) и ПРС (пробочные). Пробочные предохранители применяются для защиты маломощных цепей электрического освещения, отопления, электродвигателей и др. а - предохранители типа ПР-2; б - типа ПН-2; в - внутреннее устройство ПН-2 Трубчатые предохранители без наполнителя типа ПР-2 (рис. 1 а) являются разборными. Патроны этих предохранителей 5 выполняются из толстостенной фибровой трубки, на концы которой насажены латунные обоймы с резьбой для предотвращения ее разрыва. Резьба служит для завинчивания колпачков 9, обеспечивающих герметизацию предохранителя. Плавкая вставка 6 крепится винтами к контактным ножам 4. У предохранителей на токи до 60 А контактных ножей нет, их заменяют колпачки, которые при завинчивании прижимают плавкую вставку к специальной шайбе, чем обеспечивается ее крепление и хороший контакт. Предохранитель вставляется ножами в контактные стойки 3. Давление в контактном соединении обеспечивается стальными пружинами 2. Болты 1 служат для присоединения проводников. Плавкая вставка б изготовляется из листового цинка, стойкого против коррозии, в виде пластины с вырезами, уменьшающими сечение в определенных местах, где происходит ее перегорание. При появлении электрической дуги фибровая трубка выделяет газы, деионизирующие дугу и создающие в патроне давление, что способствует эффективному гашению дуги. Предохранители разборные с наполнителем типа ПН-2 предназначаются для защиты цепей напряжением 380В переменного и 220В постоянного тока (рис. 1 б). Контактные стойки 3 своими основаниями 1 с зажимами для крепления проводов устанавливаются на изоляционной плите.

Предохранитель контактными ножами 4 вставляется в стойки 3. Пружины 2 обеспечивают необходимое контактное нажатие. Выступы 7 служат для снятия предохранителя под напряжением с помощью специальной изоляционной рукоятки 8 с вырезами для захвата выступов 7 предохранителя. Наполнителем в предохранителе служит кварцевый песок. Он хорошо поглощает тепло, охлаждает газы, в результате чего дуга деионизируется и гасится настолько быстро, что ток не успевает достигнуть максимального значения, которое имело бы место в защищаемой цепи при отсутствии в ней такого предохранителя. Предохранители с наполнителем обладают токоограничивающим свойством и имеют меньшее время отключения цепи, чем трубчатые без наполнителя. На рис., в показано внутреннее устройство предохранителя ПН-2. Фарфоровая трубка 7, квадратная снаружи и круглая внутри, имеет по углам четыре резьбовые отверстия, в которые ввинчиваются винты 3, крепящие пластинки 4. К этим пластинам винтами 2 присоединены диски 5 с приваренными с одной стороны медными плавкими вставками 6, а с другой - ножами 1. Для увеличения контактного нажатия контактных стоек 8 на ножи служат стальные кольца 9. Плавкая вставка имеет прямоугольную форму с продольными вырезами, уменьшающими ее сечение. В местах сужения напаяны оловянные шарики, которые, расплавляясь, играют роль растворителя меди, имеющей высокую температуру плавления (1080°). При расплавлении плавкой вставки дуга горит в узком канале, образованном ее испарившимся телом, энергично охлаждается кварцевыми песчинками и на их поверхности. Перегоревшую плавкую вставку заменяют новой. Использованный кварцевый песок можно оставить, если он не спекся и не отсырел. При сборке предохранителя после замены плавкой вставки необходимо обеспечить герметичность, чтобы в него не мог проникнуть влажный воздух. Предохранитель НП-2 можно перезаряжать многократно.

Насыпные неразборные предохранители типа НПН-2 однократного действия применяются в электрических цепях, где перегрузки и КЗ крайне редки. В электроустановках напряжением от 6 до 35кВ нашли применение предохранители типов ПК внутренней и ПКН наружной установки с кварцевым заполнением для защиты силовых цепей; ПКТ - для защиты трансформаторов напряжения внутри помещения и ПКТН - снаружи. Рис. 2. Предохранитель типа ПК-10 Предохранитель ПК-10 на напряжение 10кВ (рис. 2) смонтирован на основании 7, к которому крепятся два опорных изолятора 1. На изоляторах закреплены контактные губки 4 с упорами 3. В губках устанавливается фарфоровый или стеклянный патрон 6, фиксируемый замком 5. Зажимы 2 служат для присоединения проводов электрической цепи, в которую включается предохранитель. Патрон предохранителя 10 (рис.2, б и в) имеет на концах латунные колпачки 9. Он заполнен чистым кварцевый песком, который охватывает плавкую вставку 11 из одной или нескольких медных проволок, намотанных на керамическое ребристое основание 14 (для предохранителей на ток до 7,5А на рис.24,6) или выполненных в виде спиралей 12 (для предохранителей на ток выше 7,5 А на рис.24, в). На спиральные плавкие вставки напаиваются оловянные шарики. При нагреве проволоки до температуры плавления олова (232°С) начинается растворение меди проволок в олове и происходит срабатывание предохранителя, которое фиксируется указателем 16. Указательная спираль 15 перегорает вслед за плавкой вставкой, указатель 16 выталкивается пружиной наружу, сигнализируя о перегорании предохранителя. Крышка 8 герметически запаивается. Патрон предохранителя ПКТ отличается тем, что имеет плавкую вставку из одной константановой проволоки, намотанной на керамическое основание, и не имеет указателя срабатывания. Перегорание плавкой вставки ПКТ определяется по приборам, подключенным к вторичной обмотке защищаемого трансформатора напряжения.[3]

Рис. 1 схема трубчатого предохранителя



Рис. 2. Схема трубчатого предохранителя изнутри

Глава 4. Расчет предохранителя

предохранитель электрический плавкий

Расчёт предохранителя ведётся с учётом тока КЗ в конце линии, допустимого нагрева проводников, допустимого уменьшения напряжения (не более 4-5 %), а также с учётом специфики самого потребителя тока. Выделяемая от протекания электрического тока через проводники теплота должна рассеиваться в окружающую среду без чрезмерного повышения их температуры, не повреждая при этом каких-либо частей или составляющих проводящих частей электрооборудования.

Расчёт предохранителя в простейшем случае производится по формуле:

Номинальный ток предохранителя выбирается из стандартного ряда, с ближайшим номинальным током срабатывания, превышающим полученное значение. При выборе параметра времятоковой характеристики также должны учитываться пусковые токи нагрузки.

Для примера приведу несколько таблиц в которых будут указаны параметры плавких вставок и время срабатывания при токах короткого замыкания в различных электроустановках. [4]

Таблица 1. Выбор предохранителей для трансформаторных подстанций

Таблица 2. Выбор плавкой вставки по току нагрузки.



Таблица 3. Время сгорания плавкой вставки.

Таблица 4. Выбор предохранителей исходя из сечения кабеля.

Сечение кабеля мм	Положение открыто
	Медь	Алюминий
	Ток, А	кВт	Ток, А	кВт
		220В	380В		220В	380В
0,5	11,0	2,4
0,75	15,0	3,3
1,0	17,0	3,7	6,4
1,5	23,0	5,0	8,7
2,5	30,0	6,6	11,0	24,0	5,2	9,1
4,0	41,0	9,0	15,0	32,0	7,0	12,0
6,0	50,0	11,0	19,0	39,0	8,5	14,0
10,0	80,0	17,0	30,0	60,0	13,0	20,0
16,0	100,0	22,0	38,0	75,0	16,0	28,0
25,0	140,0	30,0	53,0	105,0	23,0	39,0
35,0	170,0	37,0	64,0	130,0	28,0	49,0

Глава 5. Марки и виды предохранителей

Основные марки предохранителей, применяемые в электроустановках напряжением до 1000 В:

ПР - предохранитель разборный;

НПН - насыпной предохранитель, неразборный;

ПН-2 - предохранитель насыпной, разборный.

В качестве наполнителя применяют кварцевый песок [5]

Таблица 5. Марки предохранителей.

Тип	Номинальный ток вставки, А	Откл, кА
ПР2-	15	6, 10, 15	8
	60	15, 20, 25, 35, 45, 60	4,5
	100	60, 80, 100	-
	200	100, 125, 160, 200	11
	350	200, 225, 260, 300, 350	13
	600	350, 430, 500, 600	23
	1000	600, 700, 850, 1000	20
ПН2-	100	31,5; 40, 50, 63, 80, 100	10
	200	80, 100, 125, 160, 200, 250	10
	350	200, 250, 315, 335, 400	40
	600	315, 400, 500, 600	25
	1000	500, 600, 750. 80, 1000	120
НПН-	15	6, 10, 15	10
	60М	20, 25, 35, 45, 60

Рис. 3. Предохранитель ПН-2 100А ПН-2 250А ПН-2 400А

Рис. 4. Предохранитель патрон ПТ 1,2-10-40-31,5 У3

Глава 6. Типы плавких предохранителей

Рис. 5. Типы предохранителей

Рис. 6. Обозначения предохранителя.

Глава 7. История создания предохранителей

Исторически, изобретателем предохранителя принято считать Луи Франсуа Клемента Бреге (22 декабря 1804 - 27 октября 1883), французского физика и часовщика, получившего известность своими работами в области телеграфии на этапе ее зарождения. Он отметил в 1847 году, что провода небольшого сечения могут быть использованы для защиты телеграфных установок от грозовых перенапряжений и прямых ударов молнии. Это и явилось прародителем предохранителя в его современном исполнении. Предохранитель был запатентован Томасом Алвой Эдисоном (11 февраля 1847 - 18 октября 1931), как часть его успешной электрической распределительной системы в 1890 году.

Спецификация и заявка на патент были созданы 14 января 1885 года. Как видно из чертежей, ничего принципиально нового за более чем 125 лет в конструкции предохранителей не возникло. Предохранители только становятся более удобными и безопасными для обслуживания. Ниже приведена фотография ранних моделей предохранителей производства.[6]

Рис. 7. Конструкция предохранителя.



Рис. 8. Образцы плавких вставок.

За прошедшие полтора века конструкция предохранителя почти не изменилась, немного улучшились характеристики, удобство использования, установки и замены. Любой предохранитель состоит из следующих частей:

- Плавкая вставка - отрезок проводника, проводящий электрический ток заданного номинала, разрушающийся при превышении силы тока.

- Держатель плавкой вставки - часть предохранителя, удерживающая плавкую вставку, не разрушается при срабатывании.

- Контакты предохранителя - проводники, электрически связанные с держателем плавкой вставки, предназначенные для подключения предохранителя к защищаемой цепи.

- Корпус предохранителя - внешняя оболочка, закрывающая плавкую вставку, может быть прозрачной или непрозрачной, защищает окружающую среду от воздействия электрической дуги, возникающей при срабатывании предохранителя.

- В мощных предохранителях корпус заполняют инертным газом или песком, это необходимо для тушения электрической дуги, возникающей при срабатывании вставки. Если корпус вставки прозрачный, через него хорошо видно, сработал предохранитель или нет.

Чтобы все предохранители были одинаковы по конструкции и параметрам, чтобы их можно было заменять один на другой с предсказуемым поведением, был разработан межгосударственный стандарт, используемый в России и в странах Таможенного союза. Актуальная версия ГОСТ IEC 60269-1-2016 "Предохранители плавкие низковольтные" определяет требования к плавким вставкам, работающим под напряжением до 1000 В переменного и 1500 В постоянного тока, в частности:

- Сетку значений по току защиты

- Требования к изоляции;

- Допустимые температуры перегрева;

- Рассеиваемую мощность и разрешенные потери

- Времятоковые характеристики - скорость отключения при заданном токе;

- Отключающую способность;

- Характеристики пропускаемого тока;

- Маркировку.

Также ГОСТ описывает порядок проведения испытаний, которые необходимо провести для подтверждения характеристик предохранителей, заявленных производителем.[7]

Глава 8. Область применения

Предохранители находят самое широкое применение при эксплуатации электрооборудования как бытового, так и промышленного применения. Предохранители могут встраиваться в комплектные устройства. Выпускаемые промышленностью предохранители рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на работу в условиях, различных по механическим воздействиям, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий. Предохранители изготовляются для разных рабочих напряжений, с плавкой вставкой, вставки могут быть неразборными, с различными наполнителями. Плавкие вставки изготовляются из меди, цинка, свинца или серебра. В современных наиболее совершенных предохранителях отдают предпочтение медным вставкам с оловянным растворителем. Широко распространены также цинковые вставки. Медные вставки для предохранителей наиболее удобны, просты и дешевы. Улучшение их характеристик достигается наплавлением оловянного шарика в определенном месте, примерно в середине вставки. Такие вставки применяются, например, в упомянутой серии насыпных предохранителей ПН-2. Олово плавится при температуре 232°, значительно меньшей, чем температура плавления меди, и растворяет медь вставки в месте соприкосновения с нею. Появляющаяся при этом дуга уже расплавляет всю вставку и гасится. Цепь тока оказывается отключенной. Таким образом, наплавление оловянного шарика приводит к следующему. Во-первых, медные вставки начинают реагировать с выдержкой времени на столь малые перегрузки, на которые они при отсутствии растворителя вовсе не реагировали бы. Например, медная проволока диаметром 0,25 мм с растворителем расплавилась при температуре 280° за 120 мин. Во-вторых, при одной и той же достаточно большой температуре (т. е. при одинаковой нагрузке) вставки с растворителем реагируют много быстрее, чем вставки без растворителя.

Например, медная проволока диаметром 0,25 мм без растворителя при средней температуре 1 000° расплавилась за 120 мин, а такая же проволока, но с растворителем при средней температуре только 650°, расплавилась всего за 4 мин. Применение оловянного растворителя позволяет иметь надежные и дешевые медные вставки, работающие при сравнительно низкой эксплуатационной температуре, имеющие относительно малый объем и вес металла (что благоприятствует коммутационной способности предохранителя) и в то же время обладающие большим быстродействием при больших перегрузках и реагирующие с выдержкой времени на относительно малые перегрузки. Цинк часто используется для изготовления плавких вставок. В частности, такие вставки применяются в упомянутой серии предохранителей ПР-2. Вставки из цинка более устойчивы против коррозии. Поэтому, несмотря на относительно малую температуру плавления, для них, вообще говоря, можно было бы допустить такую же предельную эксплуатационную температуру, как для меди (250°), и конструировать вставки с меньшим сечением. Однако электрическое сопротивление цинка примерно в 3,4 раза больше, чем у меди. Чтобы сохранить ту же температуру, надо уменьшить потери энергии в ней, соответственно увеличив ее сечение. Вставка получается значительно более массивной. Это при прочих равных условиях приводит к понижению коммутационной способности предохранителя. Кроме того, при массивной вставке с температурой 250° не удалось бы в тех же габаритах удержать на допустимом уровне температуру патрона и контактов. Все это заставляет снизить предельную температуру цинковых вставок до 200°, а для этого -- еще больше увеличивать сечение вставки. В итоге предохранители с цинковыми вставками при тех же размерах обладают значительно меньшей устойчивостью к токам короткого замыкания, чем предохранители с медными вставками и оловянными растворителями. Помимо перечисленных предохранителей традиционного исполнения в особую группу можно выделить жидкометаллические предохранители и предохранители инерционного типа.

В жидкометаллическом предохранителе в качестве плавкого элемента применяется жидкий металл (галлий, сплав галлий/индий/олово и др.), которым заполняется канал расчетного по рабочему току сечения в герметизированном и вакуумированном патроне. Предохранитель электрически (последовательно) и механически связан с защитным аппаратом, например, автоматическим выключателем. При срабатывании такого предохранителя металл из жидкого состояния переходит в парообразное. Возникающее при этом в патроне давление через специальный шток воздействует на расцепитель автоматического выключателя, который и осуществляет отключение электрической цепи. Сразу же после этого пары металла вновь переходят в жидкое состояние (через 0,5-2мс) и предохранитель готов к повторному срабатыванию. Инерционные предохранители от обычных отличаются наличием двух вставок разного сечения и исполнения, которые обеспечивают защиту потребителя (наиболее часто - асинхронные двигатели) как при значительных токах короткого замыкания, так и при сравнительно небольших токах перегрузки. Следует подчеркнуть, что в настоящее время (и скорее всего в обозримом будущем эта тенденция сохранится) предохранитель чаще всего применяется либо как аппарат защиты от токов короткого замыкания, либо как аппарат защиты от предельно больших токов короткого замыкания при совместном действии с автоматическим выключателем (по схеме: пред включённый предохранитель с автоматическим выключателем).[8]

Глава 9. Наглядные примеры предохранителей

Слаботочные предохранители

Рис. 9. Слаботочные предохранители.

Внутри вставки предохранителя находится проводник из чистого металла (меди, цинка и пр.) или сплава (стали). Защита цепей основана на физическом свойстве металлов нагреваться при прохождении тока. Многие сплавы обладают и положительным коэффициентом термического сопротивления. Его эффект заключается в следующем:

когда ток ниже номинального значения, предусмотренного для проводника, металл равномерно нагревается, успевая рассеивать тепло, и не перегревается;

слишком большая сила тока приводит к сильному нагреву, а повышение температуры металла вызывает увеличение его сопротивления;

из-за возросшего сопротивления проводник нагревается еще интенсивнее, а при превышении температуры плавления разрушается.

На этом свойстве основана плавка вставки, помещенной в электрический предохранитель. В зависимости от сферы применения форма и сечение проводника могут быть разными: от тонкой проволоки в бытовых и автомобильных приборах до толстых пластин, рассчитанных на силу тока в несколько тысяч ампер (А).

Компактная деталь защищает электрическую цепь от перегрузки и короткого замыкания. При превышении допустимого для сети (т. е. номинального) тока происходит разрушение вставки и разрыв цепи. Восстановить ее работу можно только после замены элемента. Когда есть дефект в подключенном оборудовании, предохранители сгорают сразу после включения неисправного прибора, позволяя определить причину. Если в сети произошло короткое замыкание, защитное устройство срабатывает так же.[9]

Рис. 10. Обозначение предохранителя на схеме.



Вилочные предохранители

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 11. Вилочный предохранитель.

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. Устройство элемента

Сетевые электропредохранители применяются не только в электронике, но и в системах электросети. Любой тип конструкции имеет три составные части:

- Корпус.

- Контакты.

- Непосредственно плавкий элемент, благодаря которому функционирует устройство.



Пробковые предохранители

Рис. 12. Пробковый предохранитель

В подключении пробочного предохранителя своими руками нет ничего сложного. У предохранителя две клеммы. На вводную клемму подключается фазный провод питания, на вторую фазный провод, подающий питание в квартиру или дом.

- простота устройства и, следовательно, низкая стоимость;

- исключительно быстрое отключение цепи при КЗ;

- способность предохранителей некоторых типов ограничивать ток КЗ.

Следует, однако, указать, что: 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.

Предохранители конструктивно просты и недороги, но за то при перегорании требуется замена плавкой вставки на новую или ремонт восстановление старой! А в автомате достаточно включить клавишу! В последнее время пробки уже отжили свое и в новых квартирах и домах устанавливаются только автоматические электрические выключатели! К тому же пробки или предохранители заменяются повсеместно при первой возможности или просто толковыми хозяевами на автоматы!

Но сегодня много где, можно встретить пробки, при их срабатывании необходимо вначале устранить причину короткого замыкания, а уже затем вставить новую плавкую вставку или восстановить старую установку точно откалиброванной проволочкой!

Как показывает практика, лучше заменить предохранители на автоматы.[10]

Ножевые предохранители

Рис. 13. Ножевые предохранители



Применение плавких предохранителей обосновано в таких электрических схемах, когда необходимо обеспечить только защиту от токов КЗ и перегрузки при обеспечении высокой отключающей способности (до 120 кА). Такая схема будет значительно дешевле схемы, в которой защиту возлагают исключительно на автоматические выключатели. Для сравнения: комплект из трех предохранителей с номинальным током плавкой вставки 125 А с отключающей способностью 120 кА марки 125NH00B-400 установленных в держателе EBH00O3TS5 фирмы Bussmann более чем в 5 раз дешевле автоматического выключателя с номинальным током расцепителя 125 А и отключающей способностью 36 кА марки SACE TmaxXT1 160 TMD фирмы ABB.

Примеры характеристик ножевых предохранителей с характеристикой:

Таблица 6. Характеристика ножевых предохранителей



Кварцевые предохранители

Рис. 14. Кварцевый предохранитель

Кварцевые плавкие предохранители относятся к токоограничивающим, не газогенерирующим в основном для внутренней установки. Они изготавливаются на напряжение от 220 В до 35 кВ. Любой кварцевый предохранитель имеет следующую структуру (рис.14.4): керамический или стеклянный патрон 1, плавкая вставка 2, металлические колпачки 3, наполнитель 4 и указатель срабатывания предохранителя. Патрон с наполнителем герметически закрывается колпачками.

Рис. 15. Кварцевый предохранитель изнутри

Требования предъявляемые к наполнителю:

- высока электрическая прочность;

- наполнитель должен хорошо отводить тепло;

- не должен быть газогенерирующим;

- не должен быть гигроскопичным (не впитывать влагу);

- определенные размеры частиц (при малых частицах происходит спекание, а при большом долгом горении дуги). [6]

Всем этим требованиям отвечает чистый кварцевый песок. Плавкая вставка выполняется из посеребренной меди. Длину плавкой вставки рассчитывают по формуле l= 0,16 + 0,07U (кВ), м. Вследствие большой длины необходима спиральная навивка. При этом всю длину разбивают на несколько частей, т.к. дугу при меньших токах погасить легче. Спиральная форма плавкой вставки способствует удлинению длины дуги (она имеет такую же форму, что и плавкая вставка). На каждой плавкой вставке делается напайка из свинца или олова (Uпл.меди= 10800), такой тепловой режим очень тяжелый, поэтому делают напайки, из легкоплавкого материала, происходит металлургический эффект -- образуется сплав. Дуга горит в песке, создается локальное давление, и дуга гаснет.

Газогенерирующие предохранители

Рис. 16. Газогенерирующий предохранитель

В системах электроснабжения наиболее распространены кварцевые и газогенерирующие предохранители.

Предохранители ПКТ, ПКН, ПКЭ, ПКЭН -- токоограничивающие, предназначены для защиты трансформаторов, воздушных и кабельных линий (ПКТ101...ПКТ105), трансформаторов напряжения (ПКН001) в электроустановках трехфазного переменного тока на напряжении 3 -- 35 кВ; [8]

Условное обозначение предохранителя ПКХХХХ-Х-Х-ХХХ расшифровывают следующим образом: ПК -- предохранитель кварцевый; Х-назначение (Т -- для защиты силовых трансформаторов и линий; Э -- для силовых цепей экскаваторных установок; Н -- для трансформаторов напряжения; ЭН -- для трансформаторов напряжения в экскаваторных установках); X -- однополюсное исполнение без цоколя (0 -- отсутствие, 1 -- наличие ударного устройства легкого типа); XX -- конструкция контактов, в которых установлен патрон предохранителя; X -- номинальное напряжение (для предохранителей климатических исполнений У и XX) или наибольшее рабочее напряжение (для предохранителей климатического исполнения Т), кВ; X -- номинальный ток в амперах для предохранителей ПКТ и ПКЭ; X -- номинальный ток отключения в килоамперах для предохранителей ПКТ и ПКЭ; XX -- климатическое исполнение и категория размещения. Пример обозначения предохранителей ПКТ 101-3-2-40УЭ.[9]

Газогенерирующие предохранители типа ПС с использованием твердых газогенерирующих материалов выполняют с выхлопом газа из патрона и называют стреляющими, так как срабатывание их сопровождается звуком.

Предохранители ПС-10; ПС-35; ПС- 110 -- стреляющие, предназначены для защиты силовых трансформаторов от токов КЗ и токов перегрузки; их устанавливают в наружных установках.



Заключение

В данной письменной экзаменационной работе я показал типы предохранителей и плавких вставок, привел примеры их расчета и технику безопасности при их замене. Виды применяемых материалов при работах, организация рабочего места при выполнении заданного процесса. К данной работе приложил технологическую карту, в которой описываются неисправности предохранителей, причины их появления и способ устранения. Научился рассчитывать предохранители по их характеристикам. Качество ремонта электрооборудования зависит, как известно, от знания ремонтными рабочими конструкций машин, аппаратов и приборов, умение быстро и правильно выявлять возникшие в них неисправности и устанавливать их причины, а также от знания наиболее прогрессивных способов устранения неисправностей в электрооборудовании. Вместе с тем ремонт должен выполняться в сжатые сроки, с соблюдением определенной технологии и наименьшей затратой труда и материалов.



Список используемых источников

1. Атабеков В.Б. Ремонт электрооборудования промышленных предприятий. - М.: Высшая школа, 2018. - 232 с.

2. Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий: Учеб. для нач. проф. образования: - М.: Издательский цент «Академия», 2020. - 432 с.

3. Бутырин П.А. Электротехника: учебник для нач. проф. образования / под редакцией Бутырина П.А. - - е изд., стер. - М.: Издательский цент «Академия», 2019. - 272с.

4. Андреев В.А. Защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения - М., Высшая школа, 2019.-392 с.

5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2018. -528 с.

6. https://www.asutpp.ru/plavkie-predohraniteli.html?ysclid=liylsi1dgd82205674

7. https://wika.tutoronline.ru/fizika/class/8/osnovnye-svedeniya-o-predohranitelyah--zachem-nuzhno-ustrojstvo?ysclid=liym0sgvdo357123397

8. https://shop.p-el.ru/blog/zashchita-ot-perenapryazheniya/tipy-i-rasshifrovka-markirovki-plavkikh-predokhraniteley/?ysclid=liym1bpk39286236121

9. https://elektroshkola.ru/apparaty-zashhity/predoxraniteli/?ysclid=liym1vz382233861270

10. https://studizba.com/lectures/inzhenerija/konspekt-lekcij-po-jelektricheskim-apparatam/36248-predohraniteli-parametry-trebovanija-harakteristiki.html?ysclid=liym2h6nwf761663505

Размещено на Allbest.ru

...