Логический план темы: «Предохранители».

1. Определение предохранителя, его назначение.

2.Устройство, принцип действия, достоинства и недостатки предохранителей.

3. Классификация предохранителей.

4. Выбор предохранителей.

2.1.3. Проектирование контурного конспекта по теме

Конспект - совокупность взаимосвязанных опорных сигналов темы. По объему представляемой информации конспекты делятся на полные и контурные, а по способу представления информации - на планы-конспекты и конспекты-схемы. В полном конспекте содержится, преимущественно, новая основная информация (определения, классификация, УГО, перечень параметров, режимов работы, алгоритм осуществления деятельности и др.). В контурном же конспекте содержатся только ключевые положения новой основной информации, выраженные посредством таблиц, графиков, аббревиатуры, различного рода обозначений, акцентов. План - конспект кратко представляет содержание каждого из пунктов плана (больше подходит для тем об общих сведениях). Конспект-схема - это иерархия понятий темы, упорядоченных согласно плану и дополненных основными сведениями.

При составлении конспекта должны соблюдаться такие принципы:

- принцип лаконичности (реализуется высокая информационная емкость слов, знаков, неоконченных фраз, графическая емкость конспекта 300 знаков при времени воспроизведения его не более 10-12 минут);

- принцип блочности (предполагает такую структуру расположения блоков, которая удобна как для запоминания, так и для воспроизведения и проверки знаний);

- принцип акцента (предполагает, что в контексте каждый элемент несет определенную смысловую нагрузку и является «рельефным» для запоминания. При этом возможно использование различных знаков, стрелок, разнообразное расположение слов и т.п.);

- принцип ассоциации и стереотипов, использование бытовых сравнений известных афоризмов.

Предохранители.

1) Общие сведения, определение предохранителя, его назначение.

Предохранителем называется аппарат, предназначенный для автоматического однократного отключения электрической цепи при к. з. или перегрузке. Отключение цепи предохранителем осуществляется путем расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи. После отключения цепи плавкая вставка должна быть заменена вручную.

Благодаря простоте конструкции и малой стоимости плавкие предохранители получили широкое применение в промышленных электроустановках, на электростанциях и подстанциях, в быту. Предохранители могут иметь разнообразную конструкцию и рассчитываются на токи от миллиампер до тысяч ампер. У всех предохранителей можно различить основные элементы: корпус, плавкую вставку, контактную часть, дугогасительное устройство или дугогасительную среду.

2)Устройство, принцип действия, достоинства и недостатки предохранителей.

Предохранители характеризуются н о м и н а л ь н ы м т о к о м п л а в - к о й в с т а в к и, т.е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие вставки на различные номинальные токи, поэтому сам предохранитель характеризуется н о м и н а л ь н ы м т о к о м п р е д о - х р а н и т е л я, который равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя. В нормальном режиме тепло, выделяемое током нагрузки в плавкой вставке, передается в окружающую среду, и температура всех частей предохранителя не превышает допустимую. При перегрузках и к. з. увеличивается температура вставки, что приводит к ее расплавлению. Очевидно, что чем больше ток, тем меньше время плавления вставки. Зависимость времени плавления (срабатывания) от тока называется время-токовой х а р а к т е р и с т и к о й п р е д о х р а н и т е л я (рис.1).

Минимальный ток, при котором срабатывает предохранитель, называется п о г р а н и ч н ы м т о к о м I погр. При испытаниях за пограничный принимается ток, при котором время плавления вставки предохранителя превышает 1ч. Номинальный ток плавкой вставки выбирается так, чтобы в нормальном режиме и при кратковременных допустимых перегрузках отключения не происходило, а при длительных перегрузках и к. з. цепь отключалась возможно быстрее. Подробно этот вопрос рассматривается в

курсе «Электрические сети» Рис. 1. Время-токовая Важно обеспечить селективность работы

характеристика предохранителя предохранителей. Если вместо автоматов

установлены предохранители, то при повреждении в двигателе ток к. з. проходит последовательно через три предохранителя, но быстрее всех должна расплавиться вставка у

предохранителя, ближайшего к месту повреждения. Время отключения t1, t2, t3 определяется по характеристике предохранителя, аналогичной защитной характеристике предохранителя. Характеристика зависит от материала плавкой вставки, ее сечения, условий охлаждения и других факторов.

П л а в к и е в с т а в к и – основной элемент предохранителя – могут изготовляться из меди, цинка, свинца и серебра. Цинк и свинец имеют низкую температуру плавления. Цинк устойчив к коррозии, поэтому сечение плавких вставок не меняется во время эксплуатации, характеристика остается постоянной. Однако благодаря прочной пленке окисла вставка при плавлении не разрушается, жидкий металл сохраняется внутри пленки. Это приводит к тому, что I погр. Может изменяться в значительных пределах. Цинк и свинец имеют большие удельные сопротивления, поэтому изготовленные из них плавкие вставки имеют большое сечение. Такие вставки можно применять в предохранителях без наполнителей. Предохранители со вставками из цинка и свинца имеют большие выдержки времени при перегрузках.

Медь и серебро имеют малое удельное сопротивление, сечение вставки невелико, что обеспечивает их быстрое срабатывание. Такие вставки применяются в предохранителях с наполнителем, где очень важно уменьшить объем плавящегося металла. Для уменьшения окисления в процессе эксплуатации обычно применяют луженые медные вставки. Серебряные вставки не окисляются и их характеристики стабильны, но ввиду большой стоимости такие вставки применяются лишь в особо ответственных случаях. Так как температура плавления меди 1080º С, при пограничных токах температура всех элементов предохранителя становится очень большой. Чтобы обеспечить быстрое срабатывание предохранителя, не допуская высоких температур, используют так называемый металлургический эффект. Это явление растворения тугоплавких металлов в жидких, менее тугоплавких. Если, например, на медную проволочку диаметром 0,25 мм напаять шарик из оловянно-свинцового сплава с температурой плавления 182º С, то при температуре проволоки 650º С она расплавится в течение 4 мин, а при 350º С – в течение 40 мин. Та же проволока без растворителя плавится при температуре не менее 1000º С. Обычно для создания металлургического эффекта на медных и серебряных вставках применяют чистое олово, обладающее более стабильными свойствами. В нормальном режиме работы оловянный шарик не влияет на работу предохранителя.

После плавления вставки возникает электрическая дуга, которую надо погасить как можно быстрее. В предохранителях для гашения дуги используют эффект узкой щели, высокое давление газов, дутье. Наибольший ток, который может быть отключен предохранителем без какого-либо повреждения или деформации, называется п р е д е л ь н ы м т о к о м о т - к л ю ч е н и я.

Рассмотрим конструкцию предохранителей, получивших наиболее широкое применение в электрических установках.