Предохранитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока превышающего определенное значение.

В большинстве предохранителей отключение цепи происходит за счет расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Эта операция производится вручную или автоматически заменой всего предохранителя.

Предохранитель включается последовательно в защищаемую цепь (рис. 1), для создания видимого разрыва используются неавтоматический выключатель (рубильник). Основными элементами предохранителя являются корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

РИС.1

Предохранители изготавливаются на напряжение переменного тока 36, 220, 380, 660 В и постоянного тока 24, 110, 220, 440 В. Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т.е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие элементы на различные номинальные токи, поэтому сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя (основания), который равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные ток идо 1000А. В нормальном режиме тепло, выделяемое током нагрузки в плавкой вставке, передается в окружающую среду и температура всех частей предохранителя не превышает допустимую. При перегрузках или КЗ температура вставки увеличивается и она расплавляется. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления.

Чтобы уменьшить время срабатывания предохранителя, применяются разные вставки из разных материалов, специальной формы, а также используется металлургический эффект.

Наиболее распространенными металлами плавких вставок являются: медь, цинк, алюминий, свинец и серебро.

Наибольший ток, который плавкий предохранитель может отключить без каких либо деформаций и повреждений называется предельным током отключения.

Предохранители с закрытыми разборными патронами без наполнителя типа ПР-2 (рис. 2) изготовляются на 220 и 500 В, номинальные токи 100-1000 А; предельно отключаемые токи при напряжении 380 В и cos j ³ 0,4 составляет 6-20 кА. РИС.2

Патрон предохранителя ПР-2 на токи 100А и выше состоит из толстостенной фибровой трубки 1, на которую плотно насажены латунные втулки 3, предотвращающие разрыв трубки. На втулки навинчиваются колпачки 4, которые закрепляют плавкую вставку 2, привинченную к ножам 6 до установки ее в патрон. Для предотвращения поворота ножей предусмотрена шайба , имеющая паз для ножа.

Патрон вставляется в неподвижные контактьные стойки, укрепленные на изоляционной плите. Необходимое контактное нажатие обеспечивается кольцевой или пластинчатой пружиной.

Предохранители насыпные типа ПН-2. ( Рис.3) широко применяются для защиты силовых цепей до 500 В переменного и 440 В постоянного тока и выполняются на номинальные токи 100-600 А.

Фрафоровая, квадратная снаружи и круглая внутри, трубка 1 имеет 4 резьбовых отверстия для винтов, с помощью которых крепится крышка 4 с уплотняющей прокладкой 5. Плавкая вставка 2 приварена электроконтактной точечной сваркой к шайбам врубных контактных ножей 3. Крышки с асбестовыми прокладками герметически закрывают трубку. Трубка заполнена сухим кварцевым песком 6ю Плавкая вставка выполнена из одной или нескольких медных ленточек толщиной 0,15-0,35 мм и шириной до 4 мм. На вставке сделаны прорези 7, уменьшающие сечение вставки в 2 раза. Для снижения температуры плавления вставки используется металлургический эффект – на полоски меди напаяны шарики олова 8. Температура плавления в этом случае не превышает 475 0С

РИС. 3

Лабораторная работа №2. Изоляторы и токопроводы.

Различают изоляторы следующих видов: опорные, подвесные и проходные. Изоляторы должны отвечать ряду требований, определяющих их электрические и механические характеристики, в соответствии с назанчением и номинальным наппряжением, а также загрязненностью воздуха в районе установки.

Опорные изоляторы предназначены для изоляции и крепления шин или оковедущих частей аппаратов на заземленных металлических или бетонных конструкциях, а также для крепления проводов воздушных линий на опорах. Их можно разделить на стержневые и штыревые.

Опорные стержневые изоляторы для внутренней установки серии ИО изготовлят для номинальных напряжений от 6 до 35 кВ. Они имеют фарфоровое коническое тело с одним небольшим ребром ( Рис.1).

РИС.1

Снизу и сверху предусмотрены металлические детали ( армировка ) для крепления изолятора на основании и крепления проводника на изоляторе. Высота фарфорового тела определяется номинальным напржением.Диаметр тела и вид армировки определяются минимальной разрушающей нагрузкой: чем больше последняя, тем прочнее должен быть укреплен изоляор на основании. Изоляторы рассчитанные на значительную механическую нагрузку, имеют снизу квадратные фланцы с отверстиями для болтов, а сверху – металлические колпаки с нарезными отверстиями для крепления шинодержателя и проводника. Элементы арматуры охватывают тело изолятора и соединены с фарфором цементным составом.

Изоляторы серии ИО изготовляют с минимальной разрушающей нагрузкой от 3,75 до 30 кН.

Опорные штыревые изоляторы серии ОНШ также предназначены для наружной установки. Они имеют фарфоровое тело с далеко выступающими ребрами ( крыльями ) для защиты от дождя. Длина пути тока утечки по поверхности диэлектрика значительно больше соответствующего пути тока утечки по изолятору предназначенному для внутренней установки.

Проходные изоляторы предназначены для проведения проводника сквозь зазаемленные кожухи трансформаторов и аппараттов, стены и перекрытия зданий.

Подвесные изоляторы предназначены для крепления многопроволочных проводов к опорам воздушных линий и РУ. Их конструируют так, чтобы они могли противостоять растяжению.

ТОКОПРОВОДЫ.

Представляют собой относительно короткие элекрические линии ( как правило от нескольких метров до нескольких сотен метров) с жесткими или гибкими проводниками, укрепленными на опорных или подвесных изоляторах, предназначенные для соединения электрических машин, трансформаторов и электрических аппаратов в пределах станции, подстанции, РУ.

Коммутационные аппараты до 1000 В.

Неавтоматические выключатели.

Неавтоматические выключатели предназначены для отсоединения отдельных обесточенных частей от напряжения или для ручного включения и отключения электрической цепи в нормальных режимах при токах, не превышающих 0,2-1 номинального тока выключателя. К ним относятся неавтоматические выключатели рубящего типа (рубильники) и пакетные выключатели и переключатели.

Переключатель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для переключения электрических цепей.