МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники

Лабораторная работа № 52

Изучение предохранителей

Выполнил:

Проверил:

Магнитогорск, 2019

Содержание

Цель работы 3

1.Общие сведения 3

1.1Предохранители низкого напряжения 5

1.1.Высоковольтные предохранители 10

1.2.Выбор высоковольтных предохранителей 14

2.Защита плавкими предохранителями 16

2.1Чувствительность и селективность плавких предохранителей 18

Цель работы

Целью настоящей работы является изучение конструкций предохранителей напряжением до и выше 1000 В, область их применения.

1. Общие сведения

Предохранителем называется аппарат, предназначенный для автоматического однократного отключения электрической сети при коротком ю конструкцию, и рассчитываются на токи от миллиампер до тысяч ампер. У всех предохранителей можно различить основные элементы: корпус, плавкую вставку, контактную часть, дугогасительное устройство или дугогасительную среду.

Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т.е. током I_ном, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы.

В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие вставки на различные номинальные токи, поэтому сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя, т.е. наибольшим из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

При перегрузках и к.з. увеличивается температура вставки, что приводит к ее расплавлению. Очевидно, чем больше ток, тем меньше время плавления вставки. Зависимость времени плавления (срабатывания) от тока называется время-токовой характеристикой предохранителя (рисунок 1.1.).

Минимальный ток, при котором срабатывает предохранитель, называется пограничным током Iпогр. При испытаниях за пограничный принимается ток, при котором время плавления вставки предохранителя превышает 1 час.

Важно обеспечить селективность работы предохранителей (рисунок 1.2). Если при повреждении в двигателе ток к.з. проходит последовательно через три предохранителя, то быстрее всех должна расплавиться вставка у предохранителя, ближайшего к месту повреждения.

Время отключения t1, t2, t3 определяется по характеристике предохранителя. Характеристика зависит от материала плавкой вставки, ее сечения, условий охлаждения и других факторов. замыкании или перегрузке. Отключение сети предохранителем осуществляется путем расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи

Плавкие вставки – основной элемент предохранителя – могут изготавливаться из меди, цинка, свинца и серебра.

Цинк и свинец имеют большое удельное сопротивления, поэтому изготовленные из них плавкие вставки имеют большое сечение. Такие вставки можно применять в предохранителях без наполнителей. Предохранители со вставками из цинка и свинца имеют большие выдержки времени при перегорании.

Медь и серебро имеют малое удельное сопротивление, сечение вставки невелико, что обеспечивает их быстрое срабатывание. Такие вставки применяются в предохранителях с наполнителем, где важно уменьшить объем плавящегося металла. Для уменьшения окисления в процессе эксплуатации обычно применяют луженые медные вставки.

Различают нижнее и верхнее значения испытательного тока. Нижнее значение испытательного тока – это максимальный ток, который, протекая в течение 1 ч, не приводит к перегоранию предохранителя. Верхнее значение испытательного тока – это минимальный ток, который, проходя в течение 1 ч, плавит вставку предохранителя.

Чтобы обеспечить быстрое срабатывание предохранителя, не допуская высоких температур, используют так называемый "металлургический эффект". Такие вставки из меди или серебра выполняются путем наложения на них шарика из легкоплавкого металла (например, олово). Когда вставка нагревается до температуры, незначительно превышающей температуру плавления шарика, он расплавляется и как бы растворяет в себе тугоплавкий металл вставки в том месте, где он был наложен. Возникает интенсивный процесс разрушения плавкой вставки в этом месте, и она разрывается с образованием электрической дуги. Дальнейшее расплавление и испарение вставки из тугоплавкого металла происходит ухе вследствие весьма высокой температуры образовавшейся электрической дуги, которую надо погасить как можно быстрее. В предохранителях для гашения дуги используют эффект узкой щели, высокое давление газов, дутье. Наибольший ток, который может быть отключен предохранителем без какого-либо повреждения или деформации, называется предельным током отключения.

К предохранителям предъявляются следующие требования:

1. времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта;

2. время срабатывания предохранителя при КЗ должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны работать с токоограничением;

3. при КЗ в защищаемой цепи предохранители должны обеспечить селективность защиты;

4. характеристики предохранителей должны быть стабильными, а технологический разброс их параметров не должен нарушать надежность защиты;

5. предохранители должны иметь высокую отключающую способность;  конструкция предохранителей должна обеспечивать возможность быстрой и удобной замены плавкой вставки при ее перегорании.