Из других металлов, применяющихся при изготовлении плавких элементов предохранителей, следует отметить цинк. Цинк имеет низкую температуру плавления, а для плавких предохранителей низкая температура плавления плавкой вставки предпочтительна, поскольку значительно снижаются требования термоустойчивости к другим элементам электрического аппарата.

Вопросы для самоконтроля

В качестве дугогасящей среды может использоваться вакуум. Но вакуумные предохран тели пр менимы лишь в цепях переменного тока либо

импульсного тока. В последнем случае между униполярными импульсами тока должна бытьСпауза, дл тельность которой обязана быть достаточной для

полной деионизации вакуума в межконтактном промежутке и исключать возможность его последующего пробоя. В цепях постоянного или выпрямленного токов в таких предохранителях будет иметь место устойчивое горение дуги, поэтому они не смогут отключить ток короткого замыкания.

В некоторых предохранителях в качестве дугогасящей среды используется изоляционная жидкость. При токах короткого замыкания вокруг плавкой вставки появляется пузырь из паров изоляционной жидкости. Пары жидкости теплоизолируют плавкий элемент или его узкий перешеек, и процесс его расплавления ускоряется. Однако при малых токовых перегрузках, когда теплота успевает отводиться от перешейка, такие предохранители применять нельзя. Это связано с тем, что температура кипения применяемой жидкости обычно ниже температуры плавления плавкого элемента. Поэтому пока вся жидкость не испарится, температура плавкой вставки не будет превышать температуры кипения жидкости и,

60

следовательно, плавкий элемент не сможет расплавиться. Когда же вся жидкость испарится, предохранитель тем более не сработает.

Наиболее широкое распространение и более универсальное применение получили предохранители, у которых дугогасящей средой служит сыпучий накопитель, чаще всего кварцевый песок. Гашение дуги в таких предохранителях происходит за счёт интенсивной деионизации в узких щелях между песчинками наполнителя. Слой сыпучего накопителя обеспечивает защиту деталей предохранителя от термического воздействия дуги. Достоинствами кварцевого песка (при его использовании в качестве дугогасящей среды) являются его химическая инертность, термическая стойкость до температуры плавления, которая у него достаточно высока, высокий коэффициент теплопроводности по сравнению с другими сыпучими материалами, низкая стоимость.

Габариты предохранителей с кварцевым наполнителем намного

Некоторые зарубежные фирмы (США, Япония) делают корпуса предохранителей из стеклоткани, пропитанной кремнийорганической смолой.

Фирма «Фриц Дришер» (ФРГ) производит предохранители с шарообразным корпусом из эпоксидной смолы, что значительно упрощает технологию изготовления при массовом производстве предохранителей. Для повышения механической прочности в эпоксидную смолу добавляют волокнистый материал. В таком предохранителе отсутствуют резьбовые соединения, и он поэтому достаточно влагонепроницаем. Однако такие предохранители предназначены только для отключения в цепях больших токов короткого замыкания, поскольку при малых токовых перегрузках процесс плавления замедляется и возникают недопустимые перегревы корпуса из смолы.

61

Корпуса предохранителей для цепей с малыми номинальными токами обычно делаются из специальных стёкол.

По конструктивному признаку все разновидности плавких элементов можно разделить на две группы: вставки с постоянным поперечным сечением по их длине и переменным сечением. Плавкие элементы постоянного сечения обычно изготовляют из проволоки, а переменного сечения – из металлической фольги или тонкой металлической плёнки.

Отношение поперечного сечения широкой части плавкого элемента к поперечному сечению узкого перешейка определяет вид защитной характеристики. Например, если это отношение больше пяти, то такой предохранитель относится к быстродействующим предохранителям. Для нормально действующих и инерционных предохранителей это отношение менее пяти.

Создание нескольких относительно узких параллельных каналов горения электрической дуги улучшает условия её гашения за счёт использования большего количества материала наполнителя и уменьшения тока в каждой из параллельных ветвей. Число параллельных ветвей ограничивается технологическими трудностями изготовления узких

перешейков малых размеров.

Предохранители в цепях с большимиИноминальными токами присоединяются к контактным выводам сваркой, обеспечивающей хорошее

качество контактного соединения. ДПредохранители в цепях с малыми номинальными токами присоединяются к контактным выводам пайкой с мягким припоем, но чаще всего с помощью механического обжатия. Для

3.6. Конструкции указателей срабатывания плавких вставок

Плавкие вставки большинства предохранителей находятся внутри непрозрачного корпуса. Поэтому визуально состояние такой вставки определить невозможно. Особенно важно иметь представление о состоянии

62

плавкого элемента в предохранителях цепи с большими номинальными токами, поскольку процесс установки и снятия предохранителей здесь связан с большими трудностями. В связи с этим возникает необходимость применения указателей, которые показывают – перегорел ли плавкий элемент предохранителя или нет.

Патентов на конструкции таких указателей уже предостаточно. Наиболее широкое применение получил указатель, использующий тот же принцип, что и сам плавкий элемент, – расплавление под действием сверхтока.

Для создания такого указателя используется тонкая металлическая проволока с достаточной механической прочностью на растяжение. Её электрически присоединяют параллельно плавкой вставке. При перегорании плавкой вставки перегорит и эта проволочка-указатель. Проволочкауказатель закрепляется с одной стороны наглухо, а с другой –

Указатели срабатывания предохранителя такого типа изготавливаются двух видов: автономные (в виде небольшой плавкой вставки с высокоомным плавким элементом и наполнителем), устанавливаемые (в собственном корпусе вне плавкой вставки) и встроенные (в корпус плавкой вставки). Автономные указатели срабатывания иногда крепятся непосредственно на

которая выталк вает шт фт, окрашенный в яркий цвет. Это и будет указателем тогоС, что предохранитель перегорел. Иногда штифт служит и бойком, воздействующим на вспомогательные контакты предохранителя. В результате этого сигнал о срабатывании предохранителя будет передан на соответствующие органы управления.

В зависимости от соотношения электрических сопротивлений и теплофизических параметров основного плавкого элемента и указателя при срабатывании предохранителя могут наблюдаться три различных случая:

1)первоначальное расплавление плавкого элемента, горение дуги на нём. Активное сопротивление указателя шунтирует дугу основного плавкого элемента, способствуя снижению скорости нарастания напряжения на промежутке и снижению пика напряжения;

2)первоначальное расплавление проволоки указателя, а затем расплавление основного плавкого элемента. В связи с тем, что основной плавкий элемент имеет малое активное сопротивление, он будет шунтировать промежуток, образовавшийся после расплавления проволоки указателя, и препятствовать скольконибудь длительному горению дуги на указателе;

63

3) почти одновременно расплавление основного плавкого элемента и проволоки указателя. Горение дуги на указателе может происходить до конца горения дуги на основном плавком элементе в одних случаях, а в других – горение дуги на указателе прекратится намного раньше, чем в основном плавком элементе.

К сожалению, указатели рассмотренного типа обладают нестабильностью срабатывания. При малых напряжениях и при малых токовых перегрузках проволока перегорает на небольшом участке. Если этот участок находится на большом расстоянии от пружины и если плотность упаковки песчаного накопителя в корпусе указателя большая, силы трения проволоки о накопитель могут превысить силу упругости пружины и указатель срабатывания может не сработать. Недостатком таких указателей является также то, что при случайном механическом обрыве плавкого элемента в процессе сборки или по какой-либо другой причине указатель

В качестве визуальных указателей срабатывания используют также газоразрядные лампы и светодиоды, включённые параллельно плавкой

закрытом объёме, стенки выделяют газ, давление повышается, и дуга гаснет. Закрытые предохран тели серии ПР-2 (разборные) имеют

перешейками.

номинальные токи от 100 до 1000 А, предельные отключаемые токи при напряжении 380СВ cosφ > 0,4 составляют от 6 до 20 кА. Вставки обычно с

Предохранители с накопителем (засыпные) представляют собой

фарфоровые или пластмассовые корпуса, заполненные мелом или

кварцевым песком. Возникающая при плавлении вставки электрическая дуга тесно соприкасается с мелкими зёрнами накопителя, интенсивно охлаждается, деионизируется и поэтому быстро гасится.

Вопросы для самоконтроля

1.Что представляет собой указатель срабатывания, использующий тот же принцип, что и сам плавкий элемент, – расплавление под действием сверхтока?

2.Какие ещё существуют визуальные указатели срабатывания плавких предохранителей?

3.Что представляют собой закрытые предохранители и засыпные?

4.При каких условиях используются предохранители серии ПР-2?

64