Первые образцы предохранителей появились ещё в XIX, но они вполне себе успешно служат людям и в наше время. Причём применяются не только для защиты бытовой электропроводки, но и для высоковольтных подстанций.
Некоторые читатели могут посчитать, что автор ошибается, ведь на таких подстанциях установлены терминалы релейной защиты и современные коммутационные аппараты. Однако, факты - вещь упрямая, в некоторых случаях на подстанциях применяются плавкие предохранители. Конструктивно они, конечно же, отличаются от своих низковольтных собратьев. Как раз о таких отличиях и пойдёт речь.
Особенности конструкции
Для обеспечения надёжной защиты от тока короткого замыкания и перегрузки в электрических установках, напряжением выше 1000 В, применяются предохранители специальной конструкции. Чтобы было понятнее, сначала рассмотрим конструкцию низковольтного плавкого предохранителя.
Конструкция низковольтного предохранителя
Принцип действия предохранителя, разумеется, остаётся прежним — при увеличении тока перегорает плавкий элемент. Для гашения электрической дуги, которая при этом образуется, производится при помощи кварцевого песка, который размещён внутри корпуса.
Конструкция высоковольтного предохранителя
Теперь рассмотрим конструкцию патрона высоковольтного предохранителя ПКТ, рассчитанного на токи от 10 до 400 А.
Как видно из самого рисунка, внутри фарфоровой или стеклянной трубки установлено несколько спиральных плавких вставок, размещённых параллельно. При токах меньше 7,5 А, применяют плавкие вставки, намотанные параллельно на керамический сердечник. Такое решение снижает общее сечение вставки и существенно улучшает теплоотдачу, что в свою очередь, способствует более эффективному гашению дуги.
Вставки изготавливают из калиброванной медной проволоки, покрытой серебром. Причём в предохранителях, рассчитанных на ток до 7,5 А, используется проволока, имеющая одинаковый диаметр на всём протяжении, а в предохранителях, предназначенных на большие токи, используется проволока с неоднородным сечением.
Это позволяет уменьшить длину разрываемого участка, так как сначала перегорит проволока меньшего сечения, а затем, участок, где сечение проволоки больше. Также с этой целью, на плавких вставках припаяны шарики из олова.
Шарики предназначены для ускорения плавления проволоки. Как известно, температура плавления олова ниже, чем температура плавления меди, поэтому шарики расплавятся раньше. Это создаст «металлургический эффект» — расплав олова вызовет растворение в нём меди, следовательно, на данном участке возрастёт сопротивление, что в свою очередь, вызовет увеличение температуры.
Такие особенности конструкции токоограничивающего предохранителя позволяют разорвать электрическую цепь раньше, чем ток КЗ достигнет максимального установившегося значения. В свою очередь, это призвано уменьшить влияние электродинамических сил на защищаемом участке цепи.
Для эффективного гашения электрической дуги пространство внутри фарфоровой трубки заполнено кварцевым песком, который должен быть сухим и чистым. Для этого трубки и колпачки герметизируют.
Также на предохранителях внутренней установки устанавливается указатель срабатывания. Он состоит из металлической втулки, в которой размещена сжатая пружина, указательная проволока и головка с крючком. Металлическая втулка прикрепляется к крышке колпачка. Один конец пружины закрепляется на втулке, а другой, с указательной проволокой, при помощи крючка присоединён к плавкой вставке.
При перегорании плавкой вставки, пружина разжимается и указательная проволока выбрасывается из предохранителя. Таким образом, можно легко определить, что предохранитель сработал.
Особенности маркировки
Для удобства варианты обозначения указаны на рисунке.
Так чем же предохранители лучше автоматов?
Главное - цена. Автоматы на высокие токи КЗ стоят бешеных денег, а высоковольтные автоматы по приемлемой цене так и не научились делать.
Об этом я подробно рассказал в статье:
Заключение
Несмотря на всеобщую цифровизацию, плавкие высоковольтные предохранители повсеместно применяются для защиты силовых трансформаторов комплектных трансформаторных подстанций 10 (6) /0,4 кВ, подстанций 35 кВ. В некоторых случаях их применяют для защиты участков воздушных линий 10 кВ, как альтернативу отсекающим ячейкам.
Такие решения вызваны надёжностью и простой обслуживания предохранителей, а также весьма выгодным соотношением цена — качество. Разумеется, что все утверждения справедливы, только при использовании сертифицированных предохранителей и соблюдении правил безопасности.
Статьи в тему:
------------------------------------
Подписывайтесь на Дзен СамЭлектрик.ру и делитесь опытом в комментариях!
Также жду вас на блоге www.SamElectric.ru и в группе СамЭлектрик.ру в ВК!
Внимание! Автор не гарантирует, что всё написанное на этой странице - истина. За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!