5.Ремонт предохранителей
Предохранители представляют собой простейшие электрические аппараты, служащие для защиты электрических цепей и электроустановок от недопустимых токов нагрузки или токов короткого замыкания. Предохранители на напряжение менее 1000 В характеризуются номинальными токами плавкой вставки и самого предохранителя. Эти приборы предназначены для выявления и однократного отключения электрической цепи при КЗ или перегрузке. Они включаются последовательно с защищаемым элементом электрической установки.
Низковольтные предохранители состоят из корпуса, плавкой вставки, контактной части, дугогасительного устройства или дутогасительной среды. Номинальным током плавкой вставки называют ток, рассчитанный для ее длительной работы, а номинальным током предохранителя — наибольший ток из номинальных токов плавких вставок, допускаемых к применению в данном предохранителе. В одном предохранителе могут находиться плавкие вставки на различные допустимые номинальные токи.
Плавкие вставки предохранителей изготовляют из меди, цинка, свинца и серебра. Цинк и свинец обладают большим удельным сопротивлением, поэтому вставки из них имеют большое сечение. Применяемые в предохранителях без наполнителей, они имеют большие выдержки времени при перегрузках. Медь и серебро обладают малым удельным сопротивлением, это способствует быстрому срабатыванию плавких вставок и приводит к очень высоким температурам нагрева корпуса предохранителя.
Для снижения температуры плавления вставок из тугоплавкого металла в режиме, соответствующем наименьшему плавящему току, применяют плавкие вставки с «металлургическим эффектом». На концы таких вставок, выполненных из меди или серебра, напаивают шарики из легкоплавкого металла. Когда вставки нагреваются до температуры, значительно превышающей температуру плавления шарика, они расплавляются и как бы растворяют тугоплавкий металл в том месте, где наложен шарик. Вставка перегорает при меньшей температуре, но за больший отрезок времени.
В предохранителях современных конструкций используют различные способы гашения дуги. Наиболее распространено гашение дуги газами, выделяющимися под действием высокой температуры из твердого дугогасящето материала (фибра, оргстекло, винипласт) Потоки газов охлаждают ее. Другим способом гашения дуги является помещение плавкой вставки в мелкозернистый наполнитель (кварцевый песок, тальк). В этом случае дуга горит в контакте с его мельчайшими частицами, что обеспечивает интенсивный теплоотвод от нее и способствует ее гашению.
Предохранители с плавкой вставкой изготовляют разборными (серия ПР) и насыпными (серия ПН). Предохранители с закрытыми разборными патронами без наполнителя ПР-2 выполняют на напряжения 220 и 500 В, номинальные токи патронов 15... 1000 А и предельные токи отключения 1200... 2000 А. Для гашения дуги в них использована фибровая трубка корпуса. Плавкие вставки изготовлены из цинка в виде пластинки с вырезами. При КЗ более узкий участок плавится раньше, чем ток короткого замыкания достигнет максимального значения, поэтому говорят, что ток КЗ ограничивается. Такие предохранители называют токоограпичтающими.
Достоинством предохранителя ПР-2 является простота его перезарядки, недостатком — большие размеры. Плавкие вставки этих предохранителей представляют собой одну или несколько медных ленточек толщиной 0,15 ...0,35 мм и шириной до 4 мм, на которые напаяны оловянные шарики. Для уменьшения перенапряжений вставки имеют прорези. Наполнителем является кварцевый песок. Вместо кварца можно использовать мел с асбестовым волокном, гипс и борную кислоту. Насыпные предохранители, так же как и предохранители ПР, обладают токоограничивающим свойством.
Ремонт низковольтных плавких предохранителей ПР-2 и ПН-2 напряжением до 1000 В в основном сводится к замене плавких вставок, а также чистке и проверке контактных ножей.
Назначение и принцип действия предохранителей высокого напряжения и низкого напряжения практически не отличаются. Однако конструкции высоковольтных предохранителей имеют свою специфику. В сетях с напряжением до 35 кВ включительно применяют предохранители с кварцевым наполнителем серий ПК и ПСН,
Конструкция высоковольтных предохранителей несколько сложнее, чем у низковольтных.
Патрон предохранителей ПК представляет собой полую фарфоровую или стеклянную трубку 3. Концы трубки армированы латунными колпачками 2. Полость патрона заполняют сухим и чистым кварцевым песком 4. В зависимости от номинального тока плавкие вставки 5 выполняют из нескольких медных (посеребренных) проволочек одинакового сечения или из нескольких свитых проволочек разного сечения, свободно размещаемых в трубке. Предохранители для внутренней установки снабжают указателями срабатывания. Патрон предохранителя ПК вставляется в щечки контактов, укрепленных на опорных изоляторах. Предохранители напряжение более 3 кВ должны выполняться с токоограничением, поэтому плавкие вставки имеют ступенчатое сечение. Суммарное время срабатывания предохранителей при больших кратностях токов не превышает 0,08 с. Для защиты трансформаторов напряжения выпускаются предохранители ПКТ. Плавкие вставки этих предохранителей изготовлены из константана. Разновидностями предохранителей ПК являются ПКУ (усиленный), ПКН (для наружной установки) и ПКЭ (экскаваторный).
Предохранители с автогазовым гашением дуги ПСН выполняют на напряжения 10 кВ и выше и используют в открытых распределительных устройствах (РУ). Ниже приведены значения напряжения и номинального тока для предохранителей ПК иПСН:
Тип предохранителя................. ПК ПСН
Напряжение, кВ....................... 3; 6; 10; 35 10; 35 и выше
Номинальный ток, А...............400; 300; 200; 40 до 20 000
Наибольшая отключающая мощность предохранителей ПСН на 10 кВ составляет 200 МВ-А, а ПСН на 35 кВ — до 500 МВ-А. В этих предохранителях быстрое гашение дуги обеспечивается продольным дутьем. Патрон ПСН представляет собой трубку, изготовленную из газогенерирующего материала (винипласта).