10.2. Нагрев плавной вставки при к.3

Полное время отключения предохранителем цепи состоит из: t_откл=t_пл+t_перех+t_дуги , где t_пл= – время нагрева вставки до температуры плавления; q - сечение вставки; I_к3 – ток К.З.; А^´,А^´´ - постоянные, зависят от материала вставки.

t_перех - время перехода вставки из твердого состояния в жидкое.

t_дуги – время горения дуги.

Таблица 8.

	А´	А´´		А´	А´´
1. медь	80000	11600	3. цинк	9000	3000
2. серебро	62000	8000	4. свинец	1200	400

Время работы предохранителя можно найти по формуле:

[52]

где n=3 и K_g = 1,2 ÷1,3 – для предохранителя со вставкой на воздухе; n=1 и K_g= =1,7÷2 – для предохранителей с наполнителем.

П редохранители обладают очень важным свойством – токоограничивающим эффектом. Поскольку при быстром подъёме тока, отвода тепла практически нет, то нагрев происходит мгновенно и предохранитель перегорает значительно раньше, чем ток К.З. достигает максимального значения по амплитуде. При этом облегчаются условия гашения дуги для самого предохранителя.

Наибольший ток К.З., который предохранитель может отключить без разрушения, называют предельным током отключения.

Хорошая система дугогашения совместно с токоограничивающим действием вставки приводят к неограниченной отключающей способности предохранителя, которые могут применяться для защиты цепей с установившимся т.к.з., достигающим больших значений (200-300 кА).

10.3. Конструкции предохранителей.

Материалы плавких вставок: свинец, цинк, медь, серебро, сплавы свинца с оловом. Легкоплавкие металлы (свинец, цинк с t_пл = 200 – 400 °С) позволяют получить невысокую температуру всего предохранителя, но обладают высоким сопротивлением и получаются больших сечений.

Цинковые вставки имеют высокий потенциал ионизации, что способствует гашению дуги. Вставки из меди получаются меньшего сечения, но имеют высокую температуру плавления (1083°С), что приводит при перегрузках к сильному перегреву деталей предохранителя.

Предохранитель ПР-2 с гашением в закрытом объёме без наполнителя. Вставка из цинка штампованная, имеет от 1 до 4 сужений в зависимости от U_н =220В(1 габарит) и U_н = 500В(2 габарит). Вставки на ток от 6 до 1000А. Патрон из фибры, которая от дуги разлагается, выделяет газ.

Давление внутри достигает 4-8мПа, и способствует быстрому гашению (давление пропорционально квадрату тока). Работают бесшумно, без выброса пламени. Патроны выпускаются 6 диаметров, так на ток 15А могут устанавливаться вставки на 6,10,15А. ПР-2 работает с токоограничением. Так при токе К.З. 50кА вставка на 6 А пергорает при 400А.

Предохранитель ПН-2 с наполнителем из сухого кварцевого песка с содержанием кварца 98%. При К.З. дуга горит в узком канале, образованном песчинками, которые имеют высокую теплопроводность. Гашение дуги происходит за несколько м сек. при небольшой длине дуги. Корпус изготавливается из фарфора квадратной формы. Плавкая вставка состоит из нескольких медных ленточек, толщиной 0,1-0,2мм, с сужениями, на которые наносятся оловянные шарики. ПН-2 выпускается на ток до 630А. Отключающая способность до 50 кА. Малые габариты, без использования сложных материалов, низкая стоимость, нашли широкое применение

I_{ном.патр.} – максимальный ток, при котором токовые и контактные части нагреваются не выше допустимой температуры.

I_пуск =

5=

I_пуск К_ст

I_пл = I_пуск К_ст

С возрастанием t_пуск α уменьшается, т.е. α , где t_пуск – время пуска АД.

Блоки предохранитель-выключатель БПВ. Обеспечивают отключение номинальных токов, и защиту от К.З. и перегрузок. При вращении рукоятки из губок выходят (или входят) предохранители, выводы которых являются ножами разъединителя. Наличие двух разрывов на полюс обеспечивает отключение вручную токов до 350А при U_н до 500В. Съем предохранителя для замены вставки возможен только в отключённом положении БПВ. Электрическая износостойкость блока – 2500 циклов с I_ном , механическая -5000 (без тока).