Лекция 8. Низковольтные предохранители

Целью настоящей статьи является помощь пользователям в выборе защитного аппарата низковольтных предохранителей (далее — предохранителей) в зависимости от особенностей эксплуатации кабелей, линий и различных энергопотребителей.

Область применения предохранителей весьма широка и простирается от электропроводки в жилых домах, высотного строительства, производственных цехов и энергоснабжающих организаций до производства оборудования, распределительных и промышленных электроустановок.

Как известно, основные требования, предъявляемые к предохранителям, сформулированы в комплексе национальных стандартов ГОСТа Р 50339.0 «Низковольтные плавкие предохранители. Общие требования», ГОСТа Р 50339.1 «Низковольтные предохранители. Дополнительные требования к плавким предохранителям промышленного назначения», ГОСТа Р 50339.2 «Низковольтные плавкие предохранители. Дополнительные требования к плавким предохранителям промышленного назначения», ГОСТа Р 50339.3 «Низковольтные плавкие предохранители. Дополнительные требования к плавким предохранителям бытового и аналогичного назначения».

1. Особое внимание при выборе изделий необходимо обращать на маркировку, нанесенную как на держателях, так и на плавких вставках. Во всех случаях она должна легко читаться и содержать наименование изготовителя или его товарный знак, номинальное напряжение, номинальный ток, род тока и, если требуется, номинальную частоту. На плавких вставках, кроме этого, должен быть указан диапазон отключений и категория применения, а на держателях — маркировка номинального тока и номинального напряжения должна быть видимой спереди, когда плавкая вставка отсутствует. Отсутствие данных в маркировке может свидетельствовать о возможных нарушениях в технологии изготовления изделий и, как следствие, неэффективной работе этого защитного аппарата. Хотелось бы обратить внимание, что в настоящее время имеют хождение предохранители, выпускаемые по упрощенной технологии или после ремонта в полукустарных условиях. Также вызывает тревогу и ряд предохранителей, поставляемых из Китая.

2. Предохранители отличаются от других защитных аппаратов высокой расчетной отключающей способностью при минимальном объеме. Для обеспечения этих высоких параметров, начиная от условного тока плавления, минимального недопустимого тока перегрузки и кончая максимальным током короткого замыкания, при изготовлении принимается во внимание большое число показателей качества. Это и точно выдержанные размеры плавкого элемента при штамповке, и качество сварки с контактными ножами. При сборке плавкая вставка должна располагаться строго в центре корпуса, а свободное пространство заполнено кварцевым песком строго определенного химического состава, грануляции и плотности. Важным является также герметичность и стойкость корпуса к резкому изменению температуры. Если из предохранителя высыпается песок, то от такого «предохранителя» лучше отказаться.

Соблюдение технологии изготовления позволяют при возникновении в сети короткого замыкания обеспечить предохранителю надежную защиту электроустановок.

3. Кроме высокой отключающей способности большое значение для надежной эксплуатации электроустановок имеет токоограничивающее действие плавкой вставки предохранителя. Из-за одновременного плавления узких мест плавкого элемента возникают последовательно расположенные электрические дуги, гарантирующие быстрое отключение с сильным ограничением тока.

4. Обозначение. Совокупность требований, предъявляемых к условиям, в которых плавкая вставка выполняет свое назначение, характеризуется категорией применения (плавкой вставки).

При этом первая буква обозначает диапазон отключения (функциональный класс), а вторая — защищаемый объект.

1-я буква:

а — это защита с отключающей способностью в части диапазона нагрузок, где предохранители используются для дополнительной защиты;

g — это защита с отключающей способностью во всем диапазоне нагрузок, т.е. общего назначения.

2-я буква:

G — это защита кабелей и линий (общего применения);

M — это защита цепей электродвигателей;

R — это защита полупроводников;

L — это защита кабелей и линий с небольшими расчетными токами короткого замыкания.

Предохранители с «быстродействующей» характеристикой в области короткого замыкания обеспечивают более быстрое отключение, чем предохранители gL/gG. При использовании плавких вставок для защиты электрооборудования постоянного тока для железнодорожного транспорта наиболее подходит «инерционная» характеристика для отключения цепей с большой индуктивностью. Обе характеристики могут применяться также для защиты кабелей и линий.

Предохранители для защиты во всем диапазоне нагрузок (gL/gG, gR, быстродействующие, инерционные) гарантируют надежное отключение, как при недопустимой перегрузке, так и при токах короткого замыкания. Плавкие вставки gG зачастую используются для защиты цепей электродвигателей, т.к. по своим характеристикам они способны выдержать пусковой ток двигателя.

Предохранители, срабатывающие в части диапазона нагрузок (aM, aR), предназначены исключительно для защиты от токов короткого замыкания.

5. Важными параметрами предохранителей для их экономичной эксплуатации являются номинальные потери мощности в плавкой вставке и номинальная мощность, рассеиваемая держателем. Эта мощность должна быть минимальной и вызывать незначительный собственный нагрев предохранителя. Однако при оценке собственных потерь предохранителя необходимо также учитывать физическую зависимость между расчетной отключающей способностью и расчетной рассеиваемой мощностью. С одной стороны, плавкие элементы должны быть достаточно толстыми, чтобы их сопротивление было минимальным, а с другой — для обеспечения высокой расчетной отключающей способности необходимы по возможности тонкие плавкие элементы, чтобы обеспечить эффективное гашение дуги. При рассмотрении каталожной информации необходимо обратить внимание на эти значения.

Следует отметить, что ряд изготовителей для снижения потерь мощности контактные ножи покрывают слоем серебра.

6. Одним из важных элементов повышения безопасности обслуживания предохранителей является наличие устройства, предназначенного для указания срабатывания плавкого предохранителя, — указателя срабатывания (индикатора). Причем в ряде случаев имеется и боек, представляющий собой механическое устройство, составляющее часть плавкой вставки, которое при срабатывании предохранителя освобождает энергию, необходимую для срабатывания другого аппарата или указателя, или для воздействия на свободные контакты предохранителя.

Наличие этих дополнительных устройств, обеспечивающих надежную индикацию, резко повышает безопасность для обслуживающего персонала.

Параметры предохранителей, применяемых в народном хозяйстве России, приведены в таблице № 1 (.jpg, 95Кб).

В данной статье нет данных по быстродействующим предохранителям — планируется привести их в следующей статье.

Данные для таблицы с некоторыми параметрами предохранителей были взяты из каталогов и иных информационных материалов изготовителей или поставщиков (продавцов) продукции. К сожалению, каталоги изготовителей имеют различный уровень полноты технической информации. На примере низковольтных предохранителей видно, что не все изготовители в полном объеме декларируют необходимые сведения о своем продукте. Отсутствие публикации ряда важных параметров может вызывать осторожное отношение к такой продукции, а также к ее изготовителю (поставщику). В приведенной таблице изложена информация из каталогов наиболее известных участников рынка. На российском рынке электротехники имеют хождение низковольтные предохранители и других производителей — в основном это предохранители морально и технически устаревшего типа ПН-2. Активно предлагаются и аналоги ППН китайского производства под марками ЭКФ и др. При этом есть большое сомнение в наличии положительных результатов испытаний данной продукции, а об отсутствии основных параметров в каталогах и на изделиях легко убедиться. Действительность же тех данных, которые иногда приводятся, порой вызывает сомнения. Это может сильно повлиять на выбор и привести к отказу от решения в пользу низкой цены предохранителя.

Нам представляется, что публикация полной информации о реальных параметрах предохранителей может быть залогом их высокого качества и надежности, а также может повысить степень доверия к изготовителю (поставщику) продукции.