4.3 Техническое обслуживание, ремонт предохранителей.

Межремонтный срок для предохранителей не определен. Предохранители ремонтируют обычно одновременно с остальным оборудованием подстанции и при выявлении дефектов, требующих их устранения. Плановый ремонт начинается с очистки от пыли и грязи опорных изоляторов с контактами и патрона. Затем путем внешнего осмотра проверяют целость фарфоровой изоляции и армировки латунных колпачков на торцах патронов. Треснутые опорные изоляторы и патроны заменяют, а нарушенную армировку восстанавливают. Проверяют также плотность соприкосновения контактных поверхностей колпачков или ножей с пружинящими контактами. При необходимости подгибают контактные зажимы и железную скобу. Если медь зажимов в результате перегрева потеряла упругость, контакты заменяют.  Нажимая на цилиндрический указатель срабатывания предохранителя ПКТ, проверяют легкость его движения внутрь патрона. При необходимости предохранитель заменяют.  Кроме того, проверяют качество соединений предохранителей с ошиновкой. Плохой контакт вызывает превышение допустимой температуры контактных зажимов патрона, плавкой вставки и может привести к ошибочному срабатыванию предохранителя. В процессе ремонта необходимо проверить соответствие номинального напряжения и тока предохранителя напряжению и максимально допустимому току перегрузки защищаемой установки или участка сети, так как в противном случае могут быть ошибочные отключения или повреждения защищаемой установки.  Перезарядку предохранителей с кварцевым наполнителем выполняют в ремонтных мастерских в соответствии с заводской инструкцией.  При ремонте предохранителей ПК следует осмотреть фарфор и армировку на торцах патрона и латунных колпачков. Поврежденную армировку восстановить. Проверить плотность соприкосновения контактных поверхностей латунных колпачков или ножей с пружинным неподвижным контактом. Плотность соприкосновения достигается подгибанием контактных зажимов. Если контакт от перегрева потерял упругость, его заменяют.  Указатель срабатывания состоит из металлической крыши с втулкой, внутри которой помещена спиральная пружина. Один конец закреплен к дну втулки, второй — к головке указателя и снабжен небольшим крючком, который зацепляют на находящуюся внутри указателя проволоку, которая, перегорая, выбрасывает головку.  Проверяют контактные соединения с ошиновкой. В конструкции предохранителя с кварцевым заполнением предусмотрена многократная перезарядка, которая выполняется квалифицированным персоналом в ремонтных мастерских согласно заводским инструкциям. Целостность плавкой вставки проверяют контрольной лампой. Полноту засыпки кварцевого песка проверяют легким встряхиванием. Старый песок оставляют в исключительных случаях, если он не спекся и не отсырел (влажность меньше 0,05 %). Размер песчинок должен быть 0,5— 1 мм. Колпачки крепят на цементном растворе (марки 400—500), чтобы не допустить проникновения влаги в патрон.

4.4 Условия выбора предохранителей.

а) Номинальное напряжение. Номинальное напряжение предохранителей и их плавких вставок U_ВС.НОМ независимо от места установки должно выбираться равным номинальному напряжению сети.

б) Предельно отключаемый ток. Предельно отключаемый ток плавкой вставки I_вс.пр. должен быть равен или больше максимального расчетного тока короткого замыкания I_{к.з.макс.}, проходящего по цепи, защищаемой предохранителем. Если это условие не будет выполнено, дуга, возникающая при перегорании плавкой вставки, может не погаснуть, а предохранитель в результате ее длительного горения разрушится. Таким образом, вторым условием является

в) Номинальный ток. Номинальный ток плавкой вставки следует во всех случаях выбирать минимальным. При этом плавкая вставка не должна перегорать при прохождении по ней максимального длительного тока нагрузки I_н.макс При переменной нагрузке плавкая вставка не должна также перегорать при кратковременных перегрузках, когда в защищаемой сети проходит ток, превышающий максимальный ток длительной нагрузки. Кратковременные перегрузки могут быть вызваны пуском или самозапуском электродвигателей, технологическими перегрузками механизмов, вращаемых электродвигателями, и другими причинами. Перегорание предохранителей в указанных случаях недопустимо, так как перегрузки по прошествии небольшого времени (2—10 с) ликвидируются и восстанавливается нормальный режим. Для выполнения этого условия номинальный ток плавкой вставки выбирают таким, чтобы при прохождении по ней тока перегрузки I_пер. время ее перегорания было больше времени перегрузки.

г) Селективность. Одно из основных условий выбора предохранителей обеспечение селективности их действия между собой и с релейной защитой.

Это означает, что в случае повреждения, например, одного из электродвигателей (в точке К на рис. 2-3) должен перегореть только предохранитель П₃ и не должны перегорать предохранители П₁, и П₂, а также не должна срабатывать релейная защита РЗ, установленная на выключателе. Иначе говоря, для правильной ликвидации повреждений все последовательно установленные предохранители и релейная защита должны быть селективны.
Для проверки селективности необходимо сопоставить характеристики плавких вставок во всем диапазоне токов, возможных как при перегрузках, так и при коротких замыканиях.
Защитная характеристика предохранителя может быть задана заводом-изготовителем в двух видах: либо как полное время отключения, равное сумме времен плавления вставки и горения дуги, либо отдельно как время плавления и время горения дуги. Строго говоря, при проверке селективности двух последовательно включенных предохранителей следовало бы сравнивать время плавления вставки, установленной ближе к источнику питания, с полным временем отключения вставки, установленной дальше от источника питания. На практике же обычно используют одинаковые характеристики полного времени отключения, поскольку время горения дуги невелико, а разбросы времени плавления и отключения перекрывают неточность расчетов.
При выполнении расчетов следует учитывать возможный разброс характеристик из-за отклонения размеров вставки, состояния контактов и поверхностей вставок, температуры окружающей среды и других факторов. Разброс защитных характеристик предохранителей на напряжение ниже 1 000 В достигает 50%. Такой разброс и следует принимать при проверке селективности плавких вставок.
Для проверки селективности заводские характеристики плавких вставок перестраивают в расчетные, как показано на рис. 2-4. Возможные времена отключения при определенных токах находятся в пределах области, ограниченной построенными кривыми. В соответствии с возможной погрешностью ±50% селективность между двумя смежными предохранителями обеспечивается, если определенное по заводской характеристике время перегорания большего предохранителя не менее чем в 3 раза превышает время перегорания по характеристике меньшего предохранителя . В наиболее распространенных случаях допускается принимать пониженное значение разброса времен отключения ±25 %, допуская при этом в редких случаях возможность неселективной работы предохранителей. В этом случае селективность между смежными предохранителями обеспечивается, если определенное по заводской характеристике время перегорания большего предохранителя не менее чем в 1,7 раза превышает время перегорания по характеристике меньшего предохранителя.
При анализе характеристик однотипных предохранителей селективность следует проверять при максимальном токе трехфазного короткого замыкания. Если селективность при этом токе обеспечена, она будет обеспечена и при всех меньших значениях токов.
У разнотипных предохранителей селективность следует проверять во всем диапазоне токов — от тока трехфазного короткого замыкания в месте установки дальнего предохранителя до поминального тока вставок.
Если защитные характеристики плавких вставок неизвестны, рекомендуется метод согласования характеристик предохранителей, основанный на сопоставлении площадей сечения плавких вставок с учетом материала, из которого они изготовлены .
Для проверки селективности по этому методу необходимо знать тип, материал и площадь сечения плавких вставок, между которыми производится согласование. Если площадь сечения плавкой вставки 1, расположенной ближе к источнику питания, s₁, а вставки 2, расположенной дальше от источника питания, s₂, то определяется отношение этих площадей

Полученное значение а сравнивается с данными табл. 2-1. Если а равно или больше величины, приведенной в таблице, то селективность между рассматриваемыми предохранителями обеспечивается.

Для оценки селективности действия двух последовательно включенных предохранителей можно также руководствоваться следующим правилом. Для двух однотипных предохранителей, установленных в сети напряжением до 1000 В, селективность будет обеспечена, если их вставки отличаются не менее чем на две ступени шкалы номинальных токов.
Для селективного действия последовательно установленных вставок высокого напряжения типа ПК необходимо, чтобы их номинальные токи различались не менее чем на одну ступень шкалы.
При проверке селективности вставок по их защитным характеристикам в сети напряжением выше 1000 В следует иметь в виду, что их разброс регламентируется следующим образом: для любого времени отключения отклонения в величине тока не должны превосходить20%. Построение расчетных характеристик для таких предохранителей показано на рис. 2-5.
При проверке селективности предохранителей, установленных на разных сторонах трансформатора, следует учи тывать, что по предохранителям будут проходить токи разной величины.

С учетом этого условие селективности (2-9) приобретает следующий вид:

где — коэффициент трансформации трансформатора. е) Выбор плавких вставок в схемах вторичных цепей Номинальный ток плавкой вставки, устанавливаемой в цепях оперативного тока или во вторичных цепях трансформаторов напряжения, принимается согласно следующему выражению:

где I_H — максимальный ток нагрузки. Ток I_H может быть определен непосредственным измерением в режиме, когда включены все реле и приборы, которые могут одновременно питаться от данных цепей напряжения или оперативного тока. Величину максимального тока нагрузки можно также определить расчетом по известным величинам потребления каждого реле и прибора. Например, для трансформатора напряжения, к зажимам вторичной обмотки которого, соединенной в звезду, подключены реле и приборы на фазные и междуфазные напряжения, максимальный ток нагрузки может быть с некоторым запасом определен по следующему выражению [Л. 86]:

где Р_ф — потребление нагрузки, подключенной на фазные напряжения, В*А; —соответственно наибольшее и наименьшее потребление нагрузки, подключенной между двумя фазами, В*А; U_ф — фазное напряжение, В. Для надежного сгорания вставки в случае короткого замыкания отношение тока короткого замыкания к ее номинальному току должно быть не меньше 5—10. Плавкие предохранители в цепях электромагнитов включения устанавливаются для защиты последних от длительного прохождения тока. Номинальный ток этих вставок принимается равным 0,3—0,4 максимального тока, проходящего в цепи включения.