3. Плавкие предохранители.

3.1. Назначение.

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

Благодаря простоте конструкции и низкой стойкости предохранители получили широкое применение в электроустановках. Но следует отметить, что на электрических станциях и подстанциях предохранители используются лишь в неответственных цепях, где не требуется обеспече­ния высокой степени надежности. Ответственные же цепи с высокой требуемой степенью надежности электроснабжения защищаются высоковольтными выключателями.

Отключение защищаемой цепи предохранителем осуществляется за счет плавления плавкой вставки, которая включена в цепь последовательно и нагревается током, протекающим в цепи. Таким образом, однократность действия предохранителя (вставки) заложена в его принципе работы и является существенным недостатком с точки зрения эксплуатации.

Предохранитель включается последовательно в защищаемую цепь, для создания видимого разрыва используется разъединитель.

Конструктивно предохранители состоят из следующих элементов:

1 плавкая вставка,

2 корпус,

3 дугогасительное устройство или среда,

4 контакты.

Основным элементом в конструкции предохранителя является плавкая вставка. Плавкие вставки могут изготавливаться из меди, цинка, свинца и серебра.

3.2. Классификация и конструкция.

Предохранители бывают для наружной и внутренней установки, с наполнителем (кварцевый песок) и без наполнителя. Как правило, предохранители с наполнителем используются внутри помещений, без наполнителя – на улице.

При расплавлении плавкой вставки (например, при протекании по ней тока короткого замыкания) между контактами образуется дуга, которую необходимо быстро погасить. В предохранителях с кварцевым песком дуга гасится с помощью наполнителем, в предохранителях без наполнителя применяется автогазовое дутье, при котором выделяется газ из корпуса предохранителя в пространство, где горит дуга.

Покажем конструкцию предохранителя на примере предохранителя типа ПК (П – предохранитель; К - кварцевый), предназначенный для внутренней установки и заполненный кварцевым песком (см. рис. VI.17).

Для уменьшения температуры плавкой ставки использован металлургический эффект (наплавление оловянных шариков 6 на медь) – явление растворения более тугоплавких металлов (медь, серебро) в расплавленных, менее тугоплавких (олово). При этом температура плавления меди заметно снижается (с 1000^оС до 500^оС).

Срабатывание предохранителя определяется по указателю 1, который выбрасывается пружиной из трубки после перегорания стальной вставки, нормально удерживающей пружину в подтянутом состоянии. Стальная вставка перегорает после рабочих медных вставок, когда по ней протекает весь ток.

Эти предохранители имеют тогоограничивающий эффект – способность коммутационного аппарата отключать токи КЗ за время (), меньшее времени, за которое токи КЗ достигают своего наибольшего значения (=0,01)(см.рис. IV.4). Время срабатывания предохранителя при больших токах КЗ не превышает 0,008 с. Электродинамические силы в цепи, защищенные таким предохранителем, настолько уменьшаются, что в некоторых случаях токоведущие части и аппараты не требуют проверки по электродинамической стойкости.

Рис. VI.17. Конструкция предохранителя типа ПК (1 – указатель срабатывания; 2 – латунный колпачок; 3 – фарфоровая трубка; 4 – кварцевый песок; 5 – плавкая вставка (медь или серебро); 6 – щарики из олова; 7 – стальная плавкая вставка)