Предохранители – это электрические аппараты, с помощью которых осуществляется максимально-токовая защита, т.е. защита от токовых перегрузок и токов КЗ. Основными конструктивными элементами любого предохранителя являются:
· плавкая вставка – включается последовательно в цепь тока, разрывая ее при срабатывании (расплавлении);
· дугогасительное устройство – предназначено для гашения электрической дуги, возникающей при срабатывании.
При выборе плавких предохранителей необходимо обеспечить выполнение нескольких основных условий:
1. Номинальное напряжение предохранителя Uном должно быть не меньше номинального напряжения сети Uном.сети, т.е.
Uном ≥ Uном.сети.
2. Номинальный ток плавкой вставки Iном.в выбирается исходя из двух условий. Первое – несрабатывание при максимальном рабочем токе двигателя, т.е.
Iном.в ≥ Iраб.макс.
Второе условие выбирается в зависимости от условий пуска.
Исходя из этого, можно записать, что номинальный ток плавкой вставки Iном.в выбирается:
· при защите электродвигателя с легкими условиями пуска (двигатели металлорежущих станков, вентиляторов, насосов и т.п. – время пуска менее 5 с):
Iном.в ≥ Iпуск/2,5;
· при защите электродвигателя с частыми пусками или большой длительностью пускового периода (электродвигатели кранов, центрифуг, дробилок – время пуска более 5 с):
Iном.в ≥ Iпуск/(1,6–2,0).
Кроме применения предохранителей в качестве максимально-токовой защиты двигателей, эти устройства применяются для защиты цепей управления. Как правило, цепь управления включается на межфазное напряжение. Выбор плавких вставок защиты цепей управления следует проводить следующей формулой:
, (2.2)
где ΣPр – наибольшая суммарная мощность, потребляемая катушками аппаратов, сигнальными лампами и т.д. при одновременной работе, В×А или Вт;
0,1ΣPв – наибольшая суммарная мощность, потребляемая при включении катушек одновременно включенных аппаратов, В×А или Вт;
Uн – номинальное напряжение сети.
В том случае, если известны не мощности, а токи, то номинальный ток плавкой вставки можно определить по следующей формуле:
(2.3)
Из сказанного следует, что предохранители для защиты цепей управления выбираются в последнюю очередь.
Промышленностью выпускаются различные виды предохранителей для защиты силовых цепей. Например, предохранители серии ПР-2 с гашением дуги в закрытом объеме, предохранители серии ПН-2 с гашением дуги в мелкозернистом наполнителе (в кварцевом песке) и некоторые другие.
Ниже в качестве справочного материала приведены технические данные предохранителей серий ПН-2 и ПР-2 при 500 В (табл. 2.15).
Таблица 2.15
Основные параметры предохранителей при 500 В
| Тип | Номинальный ток, А | Предельный ток отключения, А | |
| предохранителя | плавких вставок | ||
| ПН-2-100 | 30; 40; 50; 60; 80; 100 | ||
| ПН-2-250 | 80; 100; 120; 150; 200; 250 | ||
| ПН-2-400 | 200; 250; 300; 350; 400 | ||
| ПН-2-600 | 300; 400; 500; 600 | ||
| ПН-2-1000 | 500; 600; 750; 800; 1000 | ||
| ПР-2-15 | 6; 10; 15 | ||
| ПР-2-60 | 15; 20; 25; 35; 45; 60 | ||
| ПР-2-100 | 60; 80; 100 | ||
| ПР-2-200 | 100; 125; 160; 200 | ||
| ПР-2-350 | 200; 225; 260; 300; 350 | ||
| ПР-2-600 | 350; 430; 500; 600 | ||
| ПР-2-1000 | 600; 1000; 850; 700 |
Для защиты же цепей управления, как правило, используются слаботочные предохранители (плавкие вставки) таких серий, как ВП, ВПТ, ВПБ, ПН, ПК, ПЦ, ПНО, а также FU, FST, FSBT и некоторые другие предохранители.
Технические данные некоторых слаботочных предохранителей отечественного производства при 600 В приведены в табл. 2.16.
Таблица 2.16
Технические данные слаботочных предохранителей
| Тип | Номинальный ток, А |
| ВПБ6-27, …, ВПБ6-42 (Б – быстродействующие) | 0,16; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 1; 1,25; 1,6; 2; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10 |
| ВПT6-27, …, ВПT6-42 (Т – замедленное время срабатывания) | 0,16; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 1; 1,25; 1,6; 2; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10 |
| ПК-45, ПК-55 (К – конические) | 0,15; 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; |
| ПН-55 (Н – ножевые) | 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5 |
Кроме перечисленных областей применения предохранителей, их можно применять также для защиты различных полупроводниковых преобразовательных установок, в частности полупроводниковых выпрямителей и преобразователей частоты.
В связи с тем, что ПЧ построен на основе кремневых полупроводниковых вентилей, возникает необходимость в применении для их защиты быстродействующих предохранителей.
При выборе быстродействующих предохранителей необходимо ориентироваться на номинальное напряжение основания предохранителя и номинальный ток плавкой вставки.
Из рис. 2.2 видно, что быстродействующие предохранители включены последовательно с тиристорами в каждом плече мостовой схемы выпрямления. Кроме того, на практике может встретиться случай с несколькими параллельно включенными тиристорами в каждом плече. С учетом всего вышесказанного можно записать следующее выражение для определения номинального тока плавкой вставки Iном.в:
, (2.4)
где Кзап – коэффициент запаса по току, не менее 1,2;
λпч – перегрузочная способность ПЧ;
Idн – номинальное значение выпрямленного тока;
n – число параллельно включенных тиристоров.
Наиболее распространенные предохранители, предназначенные для защиты преобразовательных агрегатов с силовыми кремниевыми полупроводниковыми вентилями, – предохранители серии ПП57. Технические данные этих предохранителей приведены в табл. 2.17.
Таблица 2.17
Технические данные предохранителей серии ПП57
| Тип | Номинальный ток предохра-нителя, А | Номинальный ток плавкой вставки, А | Номинальное напряжения переменного тока, В | Наибольшее допустимое напряжение постоянного тока, В |
| ПП57-3127 | 25; 40; 63; 100 | |||
| ПП57-3427 | 160; 250 | |||
| ПП57-3137 | 40; 63; 100 | |||
| ПП57-3437 | 160; 250 | |||
| ПП57-3737 | 315; 400 | |||
| ПП57-3937 | 500; 630 | |||
| ПП57-3167 | 63; 100 | |||
| ПП57-3467 | 160; 250; | |||
| ПП57-3767 | 315; 400 | |||
| ПП57-3967 | 500; 630 | |||
| ПП57-3738 | 315; 400 | |||
| ПП57-3938 | 500; 630 | |||
| ПП57-3768 | 315; 400 | |||
| ПП57-3968 | 500; 630 | |||
| ПП57-4038 | ||||
| ПП57-4068 | ||||
| ПП57-3797 | 315; 400 | |||
| ПП57-3997 | 500; 630 | |||
| ПП57-3717 | – | |||
| ПП57-3968Б | 500; 630 | |||
| ПП57-3998 | 500; 630 |
