36 Управляемые предохранители

Предохранитель выполняет функции коммутационного аппарата, заменяя выключатель, и защитного устройства, заменяя устройство простейшей (токовой) релейной защиты. Во всех случаях, когда предохранитель может успешно выполнить указанные функции, его рекомен­дуется применять, так как он значительно дешевле выключателя и ре­лейной защиты вместе взятых. Область применения предохранителя ог­раничена главным образом его недостатками как защитного устройства, поэтому целесообразно использовать предохранитель как коммутацион­ный аппарат, управляемый устройствами релейной защиты.

В настоящее время имеются разработки, позволяющие создать управляемые предохранители на напряжения до 110 кВ. Отечественная промыш­ленность в свое время освоила выпуск аппарата УПС-35У1, предназна­ченного для зашиты понижающих трансформаторов 35/6—10 кВ мощно­стью 6,3 MBA. Конструкции управляемых предохранителей многообразны, но все они выполнены на основе принципа механическо­го разрыва токоведущей цепи предохранителя по сигналу релейной заши­ты. В одних конструкциях разрывается или разрезается сама плавкая вставка, в других — размыкается контакт, включенный последовательно с плавкой вставкой.

37. Жидкометаллические самовосстанавли­вающиеся предохранители.

Для выполнения такого предохранителя можно использовать плавкую вставку из жидкого металла. Под действием тока повреждения жидкий металл испаряется, вызывая взрывообразное повышение давления в дугогасительной камере. При повышенном давлении пары металла обладают значительным сопротивлением, поэтому аварийный ток ограничивается, а возникшая дуга гасится. После остывания и конденсации паров металла цепь плавкой вставки самопроизвольно восстанавливается. Время восстановления не превышет 2—4 мс. При непроходящем КЗ жидкометаллический самовосстанавливающийся предохранитель (ЖСП) будет многократно отключать и повторно включать защищаемый элемент. Это нежелательно (можно избежать при использовании ЖСП с другим коммутац аппаратом, отключающим защищаемый элемент при срабатывании предохранителя). Имеются конструкции ЖСП, позволяющие управлять процессом восстановления плавкой вставки. Хорошие токоограничивающие способности, возможность многократно самовосстанавливаться и осуществлять АПВ —преимущества ЖСП перед обычным плавким предохранителем. Для ЖСП отношение пограничного тока к номинальному не превышает 1,1, а для плавких вставок из серебра или меди оно составляет 1,3 и 2. ЖСП более пригодны для защиты от перегрузок. Недостатком ЖСП является увеличение диаметра канала диэлектрич втулки, т. е. сечения плавкой вставки, при многократных срабатываниях предохранителя. При этом увеличивается пограничный ток. Предохранитель может утратить одно из основных своих достоинств — быстродействие. Интенсивность эрозии канала можно ограничить уменьшением энергии электрической дуги при срабатывании предохранителя. Для этой цели надо шунтировать ЖСП низкоомным резистором. Но, уменьшение шунтирующего сопротивления сопровождается увеличением тока в защищаемом элементе, что допустимо до определенных пределов. В связи с этим представляет интерес отыскание других способов стабилизации защитной ха­рактеристики.Один из таких способов заключается в следующем. Канал с одного из торцов диэлектрической втулки выполняют суженным. Сюда помещают электрод. Испарение жидкого металла и разрыв электрической цепи с последующим гашением дуги происходят в месте соприкосновения электрода с жидким металлом. Достигается постоянство преддугового интеграла при многократных срабатываниях ЖСП и без шунтирования его низкоомным резистором.

Быстродействие ЖСП при К, как и обычных предохранителей оценивается величиной интеграла отключения w₀( i²di), представляющего собой сумму преддугового интеграла w_прд и интеграла дуги w_д.Чем меньше w₀, тем выше быстродействие.

w_прд = As²

где s— минимальное сечение плавкой вставки; А — постоянная для данного материала плавкой вставки величина.

Быстродействие ЖСП с плавкими вставками из щелочных металлов выше, чем из ртути.

Перспективным является использование ЖСП для защиты, например, полупроводниковых приборов.