Конструкции плавких предохранителей переменного тока

Кварцевые предохранители серии ПК, изготовляемые на напряже­ние 3 - 35 кВ, относятся к токоограничивающим предохранителям. Они состоят из двух опорных изоляторов 3, контактов 2, укрепленных на изоляторах, и патрона 1, вставляемого в контакты, как это показано на рисунке 1.6,а.

а) б)

Рисунок 1.6 - Конструкция и крепление кварцевых предохранителей типа ПК

Патрон предохранителя, представленный на рисунке 1.6,б, представляет собой фарфоровую трубку 5 с заармированными по ее концам колпачками 8. Плавкая вставка 6 в зависимости от номинального тока состоит из одного или нескольких посеребрянных медных проводников. Для снижения пе­ренапряжения при отключении применяются вставки переменного сечения, что необходимо для того, чтобы при срабатывании предохрани­телей на каждом перешейке загоралась отдельная дуга. В результа­те увеличения числа горящих дуг происходит более быстрое нарастание напряжения на предохранителе, чем в тех случаях, когда плавкий элемент имеет только один узкий перешеек. Создание несколь­ких относительно узких параллельных каналов горения электрической дуги улучшает условия ее гашения за счет использования большего ко­личества материала наполнителя и уменьшения тока в каждой из па­раллельных дуг, поэтому при конструировании плавкие элементы предполагают делить на ряд параллельных ветвей. Для отключения плавкой вставкой токов перегрузки на ступени меньшего сечения на­паиваются оловянные шарики. При этом средняя температура плавле­ния вставки снижается от температуры плавления меди (1080°С) до температуры, слегка превышающей температуру плавления олова (230°С), вследствие растворения меди в расплавленном олове. Пос­ле расплавления медной проволоки в месте расположения оловянной напайки возникает дуга, которая расплавляет проволоку по всей длине. Кварцевый песок 7, заполняющий фарфоровую трубку 5, насыпается через отверстие, которое затем закрывается крышкой 9, напаиваемой на колпачок 8. В нижней крышке 1 установлен указатель срабатывания 2, который с помощью плавкой вставки 10 сжима­ет пружину 3 в держателе 4. При перегорании основных плавких вста­вок 6 сгорает и плавкая вставка 10. При этом указатель срабатыва­ния выбрасывается наружу.

Кварцевые предох­ранители на напряжение свыше 35 кВ реализовать не удается в связи со значительными габаритами, обусловленными необходимостью гашения дуги.

На напряжение 35 кВ и выше для наружной установки применяются выхлопные или стреляющие предохранителя типа ПСН. Предохранитель, представленный на рисунке 1.7 состоит из основания 1, на котором укреплены опорные изоляторы 2 с верхней 3 и нижней 6 контактными головками для при­соединения предохранителя к внешней цепи. На нижней головке 6 ук­реплен контактный нож 5, снабженный пружиной и сцепленный с нако­нечником патрона 4. В корпусе патрона установлена труб­ки из винипласта 2 и 3, соединенные между собой стальным корпусом 4 с предохранительным клапаном 6. Гибкий проводник 7 с наконечни­ком 8 находится в натянутом состоянии за счет пружины контактного ножа и удерживается в этом положении плавкой вставкой 5. При пере­горании плавкой вставки контактный нож освобождается и, откидываясь, под действием пружины, вытягивает за собой гибкий проводник. Выбро­су гибкого проводника способствуют газы, образующиеся при разложе­нии винипластовой трубки дугой. Дуга тянется за гибким проводником и гасится потоком газа, вытекающего из отверстия трубки. После от­ключения между ножом и концом трубки образуется воздушный промежу­ток, обеспечивающий нужный уровень изоляции отключенной цепи.

Время горения дуги в предохранителях существенно зависит от отключаемого тока, возрастая от 0,04 с при больших отключаемых то­ках, которые для стреляющих предохранителей находятся на уровне 3-5 кА, до 0,3с при отключаемых токах в сотни ампер. Плавкая встав­ка состоит из нихромовой проволоки – держателя, воспринимающего механическую нагрузку откидывающего ножа и медных проволочек или пластинок, количество и сечение которых устанавливается в зависимости от 0,04 с при больших отключаемых токах, которые для стреляющих предохранителей находятся на уровне 3-5 кА до 0,3 с, при отключаемых токах в сотни ампер. Плавкая вставка состоит из нихромовой проволоки - держателя, воспринимающего механи­ческую нагрузку откидывающего ножа и медных проволочек или пластинок, количество и сечение которых устанавливается в зави­симости от номинального тока. Рассмотренные типы предохраните­лей представлены на лабораторном стенде.

Рисунок 1.7 – Предохранитель стреляющий типа ПСН-35