14. Вибір та конструкція запобіжників

14.1 Вибір запобіжників

Вибір запобіжників доцільно проводити, виходячи із умов тривалої експлуатації і умов пуску, або виходячи із умов селективності, тобто таких умов, при яких вимикається із декількох встановлених між джерелом і споживачем запобіжників, той, що знаходиться біля місця пошкодження кола.

При селективному вимиканні всі запобіжники, що розміщені ближче до джерела, повинні залишатися робото здатними (рис 14.1).

14.2 Селективний метод захисту кіл

У мова: для забезпечення селективності найменший фактичний час спрацювання запобіжника FU₁ (FU₁ розраховано – на більший номінальний струм) повинен бути більшим найбільшого часу спрацювання запобіжника FU₂ (він розрахований на менший номінальний струм) (рис 14.1).

Час спрацювання внаслідок виробничих допусків може відхилятись від номінального на ±50%. Тому, врахувавши треба записати:

Значить, умова селективності – . (14.1)

При виборі запобіжника необхідно враховувати наступне:

1. патрон і плавка вставка вибираються на струм трохи більший або рівний номінальному струму установки, що захищається;

2. запобіжник не повинен вимикати установку при перенавантаженнях, коли вони є експлуатаційними;

3. пусковий струм зв’язаний із струмом вставки співвідношенням: .

Для важливих умов пуску вибирають ще більший запас: ÷ .

Важливими вважаються умови, коли здійснюється повторний короткочасний пуск або коли двигун повільно розкручується (центрифуга).

Для випадку, коли запобіжник стоїть в лінії, що живить декілька двигунів, плавка вставка розраховується за формулою:

(14.2)

Різниця = береться для того двигуна, де вона найбільша.

Розрізняють найменший і найбільший (верхнє значення) випробувальний струм.

Найменший випробувальний струм – це такий випробувальний струм, який протікаючи на протязі 1 год., не призводить до перегоряння запобіжника.

Найбільший випробувальний струм – це таке значення мінімального струму, протікаючи на протязі однієї години, який викликає плавлення запобіжника.

Практично (14.3)

14.3 Конструкція запобіжників (загальні відомості)

Найбільш широко застосовують такі конструкції запобіжників:

1. з відкритою плавкою вставкою;

2. закритий запобіжник;

3. засипний (запобіжник із наповнювачем);

4. рідкометалічний;

5. інерційний.

Перший тип застосовується при малих струмах короткого замикання або невеликих напругах сітки.

Із ростом струму короткого замикання зростає ймовірність появи дуги, і тому застосовують засипку. В засипних запобіжниках в якості засипки використовують пісок SiO₂, або вапно CaCO₃, кварцовий пісок розміром 0.1 – 0.5 мм. Засипні запобіжники при напрузі сітки 380 В забезпечують надійне вимикання струмів до 50 кА.

На рис. 14.2 показано інерційний запобіжник.

Інерційні запобіжники призначені для захисту двигунів в режимі струмів короткого замикання і перевантаження, а також для здійснення пуску двигунів.

Вони мають 2 елементи, що забезпечують активність двох ділянок на часо-струмовій характеристиці.

1 – наповнювач

2 – нагрівач;

3 – пластина;

4 – сплав;

5 – ділянка захисної

характеристики

запобіжника (дріт);

6 – рухома деталь;

7 – пружина;

Нагрівач 2 передає тепло через пластину 3 легкоплавкому сплаву 4, який при розплавлені вивільняє деталь 6, яка під дією пружини 7 переміщається вліво. В результаті коло розривається. При к.з. спай 4 не встигає розплавитись, тому що раніше, ніж це станеться, перегоряє плавка вставка 5, що знаходиться в зернистому наповнювачі. Завдяки цьому ампер секундна характеристика запобіжника має дві ділянки. Як наслідок цього отримуємо, що І_ном і І_пуск є близькими і при пуску двигуна, і при перевантаженні.

Запобіжники швидкої дії захищають напівпровідникові пристрої (діоди, транзистори, тиристори), оскільки ці прилади мають малу теплову енергію і швидке нагрівання р-n переходу.