Лекция № 25
7.6. Предохранители высокого напряжения
7.6.1. Назначение предохранителей.
7.6.2. Требования, предъявляемые к предохранителям ВН.
7.6.3. Принцип действия, устройство и основные параметры
предохранителей ВН, физические явления в электрических
аппаратах.
7.6.4. Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий ПК и ПКТ.
7.6.5. Предохранители серии ПКТН.
7.6.6. Предохранители с автогазовым, газовым и жидкостным гашением
дуги.
7.6.7. Выбор, применение и эксплуатация предохранителей ВН.
7.6.1. Назначение предохранителей
При напряжении выше 3 кВ и частоте 50 Гц применяют высоковольтные предохранители. Процесс нагрева плавкой вставки в высоковольтных предохранителях протекает так же, как и предохранителях низкого напряжения.
7.6.2. Требования, предъявляемые к предохранителям вн
1. В отношении времени плавления к высоковольтным предохранителям предъявляется следующее общее требование: длительность плавления вставки должна быть менее 2ч при токе перегрузки, равном 2Iном, и более 1ч при токе перегрузки равном 1,3 Iном.
2. Высоковольтные предохранители часто применяются для защиты трансформаторов от токов КЗ. Ток, текущий через предохранители в номинальном режиме не превышает доли ампера. В таких предохранителях время плавления вставки равно 1 мин при токе 1,25 - 2,5 А.
3. В связи с высоким значением восстанавливающегося напряжения процесс гашения дуги усложняется. В связи с этим изменяются габаритные размеры и конструкция высоковольтных предохранителей.
7.6.3. Принцип действия, устройство и основные параметры предохранителей вн, физические явления в электрических аппаратах
Назначение и принцип работы предохранителей ВН такие же, как и предохранителей НН. Основная трудность создания предохранителей ВН - гашение дуги. В современных конструкциях применяется главным образом гашение в узких каналах при высоком давлении (предохранители с мелкозернистым наполнителем) гашение при помощи автогазового и жидкостного дутья. Наибольшее распространение получили предохранители с мелкозернистым наполнителем и стреляющего типа.
7.6.4. Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий пк и пкт
Они выполняются на напряжения 3; 6,3; 10 и 35 кВ и номинальные токи 400, 300, 200 и 40 А соответственно. Небольшая разрывная способность 200 MBА для силовых предохранителей и 1000MB-А и более (не ограничено) у предохранителей (серия ПКТ) на малые токи для защиты цепей измерительных трансформаторов напряжения. Такая высокая отключающая способность достигается токоограничивающим эффектом. Полное время отключения силовыми предохранителями тока короткого замыкания достигает 0,005 — 0,007 с. Предохранители предназначены для внутренней и наружной установки.
Рис.7.6.1. Предохранители серии ПК: а — общий вид; б — патрон с плавкой вставкой на керамическом сердечнике; в — патрон со спиральными плавкими вставками
Предохранитель (рис.7.6.1) состоит из контактных стоек 1, укрепленных через соответствующие изоляторы 2 на стальном основании3, и патрона4. Патрон состоит из изоляционного корпуса8, армированного по концам латунными колпаками13 и закрытого герметично с обеих сторон крышками5. Внутри патрона размещаются плавкие вставки 7. Весь объем заполнен кварцевым песком 6. Перегорание предохранителя сигнализируется якорем14, который после перегорания удерживающей его стальной указательной вставки11 выталкивается пружиной12.
На малые токи плавкая вставка выполняется в виде намотки из тонких проволок 9 на керамическом сердечнике 10. На большие токи плавкие вставки выполняются в виде отдельных спирально свитых проволок 9 (рис.7.6.1,б). Проволоки медные, посеребренные либо константановые. Такая форма вставок обусловлена стремлением разместить достаточно длинную вставку, в патроне ограниченной длины. Длина плавкой вставки (в миллиметрах) для этих предохранителей составляет
l= 160 +70Uном,
где Uном— номинальное напряжение, кВ.
Для снижения температуры предохранителя при небольших перегрузках на места скрутки плавких вставок напаяны оловянные шарики. На токи 7,5 А и ниже для ограничения перенапряжений вставки имеют переменное сечение. Разное время перегорания отдельных участков приводит к снижению перенапряжений при отключении.