тонких вставок. При возрастании диаметра влияние этого явления резко снижается;

3)придают плавкой вставке специальную форму. Вставки выполняют в виде пластинки с вырезами, уменьшающие её сечение на отдельных участках. На этих суженых участках выделяется больше теплоты, чем на широких. При номинальном токе избыточная теплота вследствие теплопроводности распространяется к более широким частям, и вся вставка имеет практически одну температуру. При перегрузке нагрев узких участков идёт быстрее, т.к. только часть теплоты успевает отводиться к широким участкам. Плавкая вставка будет плавиться в одном самом узком (горячем) месте. При коротком замыкании нагрев узких участков идёт настолько интенсивно, что отводом теплоты практически можно пренебречь.

вставке, А/м2.

После того, когда часть материала плавкой вставки из твёрдого состояния перейдёт в жидкое, его удельное сопротивление увеличится в десятки раз и начнётся процесс плавления всей вставки.

Время перехода материала вставки из твёрдого состояния в жидкое

где A′′− постоянная, зависящая от свойств материала (температуры плавления), А·Кл/м2.

Постоянные A′ и A′′ можно определить из справочных таблиц. Основным параметром предохранителя при коротком замыкании

является предельный ток отключения – ток при наибольшем рабочем напряжении, при котором предохранитель срабатывает.

Полное время отключения цепи предохранителем равно

предохранитель будет отключать ток короткого замыкания ещё до достижения им установ вшегося значения (средства дугогашения могут гасить дугу заСмилл секунды).

Iкз

Iк уст

I1

Рис. 3.2. Временная диаграмма тока короткого замыкания

57

Дуга образуется через время τ1 после начала короткого замыкания,

когда ток в цепи I1 значительно меньше установившегося значения тока короткого замыкания.

Предохранители по принципу устройства делятся на следующие типы: а) с открытой плавкой вставкой в воздухе, б) закрытые предохранители, в) предохранители с наполнителем (засыпные), г) инерционные, д) быстродействующие предохранители для защиты полупроводниковых приборов, е) жидкометаллические, ж) блоки «предохранитель-выключатель».

Вопросы для самоконтроля и задания

непрерывном реж меи, при ц клических нагрузках и перегрузках, на воздухе и в песчаномСнаполн теле. Плавкие элементы из серебра по сравнению со всеми другими имеют макс мальный срок службы.

Серебро обладает хорошими технологическими свойствами: легко поддаётся точной штамповке, сварке и пайке, не требует при этом предварительной обработки.

При воздействии высоких температур серебро может окисляться, но окислы серебра неустойчивы, и при температуре выше 180 оС они восстанавливаются до чистого серебра. Однако при всех этих достоинствах у серебра есть недостаток – оно дороже всех других материалов, применяемых для плавких элементов.

По своим свойствам медь ближе всего к серебру, поэтому она также широко используется для изготовления плавких вставок. Однако медь легко окисляется, а её окись стабильна вплоть до температуры плавления меди. Эта плёнка имеет высокое удельное сопротивление, но из-за напряжений, возникающих на ней в результате адгезии (прилипания инородных частиц), медная плёнка растрескивается, отслаивается, облегчая тем самым развитие коррозийных процессов.

58

Срок службы плавких вставок из меди намного короче, чем из серебра (рис. 3.3,а). Особенно чувствительны плавкие элементы из меди к циклическим нагрузкам (рис. 3.3,б).

На рис. 3.3,а приведены графики изменения электрического сопротивления серебряной (сплошная кривая) и медной (пунктирная кривая) проволок диаметром 0,13 мм при непрерывной нагрузке током на воздухе в зависимости от времени, а на рис. 3.3,б приведены те же графики, но при циклической нагрузке током I = 1,1Iном= 2,6 А (один час включения, один час выключения) в зависимости от числа n циклов.

Размещение плавкой вставки из меди в кварцевом песке несколько изменяет кривую её зависимости от числа n циклов, хотя её срок службы почти такой же, как и на воздухе.

Иногда применяется гальваническое серебрение медной плавкой вставки, однако это в общем случае не даёт надежной защиты от окисления поверхности такой вставки.

В связи с тем, что во всём мире запасы серебра и меди быстро истощаются и уже в настоящее время ощущается недостаток этих материалов, в ближайшем будущем, вероятно, получит широкое распространение использование в качестве материала для плавких вставок алюминия. Его удельное электрическое сопротивление ρо= 2,8∙10-8 Ом∙м несколько выше, чем у меди и серебра, но зато алюминий имеет низкую и стоимость и большие запасы его содержания в земной коре. Электрическое сопротивление алюминиевых плавких вставок стабильно при длительном протекании номинального тока, что обусловлено наличием тонкой окисной плёнки, защищающей металл от дальнейшего окисления.

59