11. Опишите селективность срабатывания аппаратов защиты
Выбранные плавкие вставки предохранителей должны обеспечивать селективность (избирательность) срабатывания. Это означает, что при КЗ на каком-либо участке сети должна перегореть плавкая вставка предохранителя только этого поврежденного участка. В общем случае зашита считается селективной, если характеристики срабатывания аппаратов защиты, последовательно расположенных в цепи с учетом зон разброса характеристик, не пересекаются (рис. 1).
Рисунок 1
С учетом того, что разница во времени срабатывания плавких вставок с ростом тока КЗ и в области больших токов КЗ уменьшается (рис. 1 а), а также того, что с многократным повторением циклов нагрева время срабатывания предохранителя высшей ступени может уменьшаться, для обеспечения селективности срабатывания каждый предохранитель на схеме сети по мере приближения к ИП должен иметь плавкую вставку не менее чем на две ступени выше предыдущего.
Селективность последовательно включенных автоматов в области токов КЗ, превышающих ток срабатывания мгновенного расцепителя (отсечки), обеспечивается только при применении на высшей ступени сети селективного автомата — автомата с регулируемым временем срабатывания (пунктирная кривая 1' (рис. 1, г) или на низшей ступени — токоограничивающего автомата (пунктирная кривая 2'). Избирательность обеспечивается также тогда, когда ток КЗ на низшей ступени сети не превышает Iкр (рис. 1, г).
Значительно проще обеспечивается избирательность защиты в случае применения на высшей ступени автоматического выключателя, на низшей — предохранителя (рис. 1, б).
Когда плавкие предохранители применяются в сети перед автоматическими выключателями, то обычно пересечение характеристик срабатывания неизбежно и, начиная с некоторого критического значения тока КЗ Iкр (рис. 1, в), избирательность теряется. Избирательность обеспечена лишь тогда, когда ток КЗ в линии низшей ступени меньше, чем Iкр.
12. Опишите назначение, устройство, принцип действия и типы предохранителей
Предохранители с плавкой вставкой — простейший защитный аппарат, предназначенный для автоматического однократного отключения электрических цепей при коротких замыканиях (к.з.). Работа предохранителя основана на тепловом действии тока. Он включается последовательно с защищаемой цепью и состоит из следующих основных элементов: корпуса, металлической плавкой вставки, контактного и дугогасительного устройств (дугогасительной среды). Отключение цепи предохранителем происходит вследствие расплавления плавкой вставки, которая представляет собой искусственно ослабленный участок цепи. Она нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи и расплавляется, когда сила тока превышает определенное значение. После отключения цепи плавкую вставку заменяют вручную.
Достонства: простота устройства и малая стоимость, быстрое отключение цепи при к.з. Недостатки: большой разброс характеристик, что затрудняет согласование последовательно включенных аппаратов, возможность возникновения неполнофазных режимов вследствие перегорания вставки в одной фазе при одно- или двухфазных к.з.
Предохранители характеризуются номинальным напряжением, номинальными токами плавкой вставки, предохранителя (контактной системы, патрона) и отключения. Номинальный ток плавкой вставки — ток, на который рассчитана вставка при длительной работе. Плавкую вставку изготовляют в большинстве случаев из меди, цинка, свинца и его сплавов, серебра.
В электрических сетях напряжением 0,38 кВ наибольшее распространение получили предохранители типов ПР-2, ПН-2 и НПН-2.
Предохранители типа ПР-2 (разборные, с закрытыми патронами без наполнителя) изготовляются на напряжение 220 и 500 В и токи патронов 15...1000 А. Патрон предохранителя состоит из фибровой цилиндрической трубки с напрессованными на концах латунными обоймами с резьбой. Латунные колпачки, навинчиваемые на эти обоймы, зажимают контактные ножи, к которым болтами присоединяют плавкую вставку.
Плавкие вставки изготовляют из цинка в виде пластин с вырезами. Наличие суженных мест облегчает гашение электрической дуги, так как на этих участках выделяется больше теплоты, чем на широких. При перегорании вставки и возникновении дуги фибровая трубка выделяет газы (водород и углекислый газ). Давление в закрытой с обеих сторон трубке резко возрастает. Под воздействием высокого давления, способствующего охлаждению и деионизации дуги, она быстро гаснет.
Предохранители типа ПН-2 (с наполнителем) в отличие от ПР-2 имеют наполнитель — мелкий кварцевый песок, который обеспечивает интенсивный теплоотвод от электрической дуги и быстрое ее гашение. Их изготовляют на напряжение до 500 В и номинальные токи 100...600А. Патрон предохранителя ПН-2 состоит из фарфоровой трубки, квадратной снаружи и круглой внутри, которая имеет четыре резьбовых отверстия для винтов, крепящих крышки с уплотняющими прокладками. Асбестовые прокладки обеспечивают герметизацию патрона. Плавкие вставки на концах приварены к дискам, которые крепятся винтами к крышкам. С другой стороны дисков приварены контактные ножи, которые вставляются в контактные стойки (губки). Патрон предохранителя может быть снят под напряжением при помощи специальной рукоятки из изоляционного материала.
Принцип действия предохранителя НПН-2 (неразборный с наполнителем) такой же, как и предохранителя ПН-2.