Плавкие предохранители

В электроустановках выше 1000В применяются два основных типа предохранителей:

· предохранители с наполнителем;

· предохранители с автогазовым гашением дуги.

Предохранители серии ПК с мелкозернистым кварцевым наполнителемвыполняются на 3, 6, 10, 35 кВ. Предохранитель состоит из фарфоровой трубки, армированной по концам латунными колпачками. Плавкие вставки (большой длины и малого сечения) внутри патрона выполняют из меди или серебра. Для уменьшения габаритов они свиваются в спирали (одну или несколько параллельных, намотанных на каркас или бескаркасных).

Дуга при перегорании плавких вставок гасится в узких щелях между зернами кварца.

Рис. 53. Конструкция предохранителя выхлопного типа

На 10 кВ и выше применяют также автогазовоегашение дуги в предохранителях выхлопного типа (ПВТ).

В газогенерирующей трубке (рис. 53) расположен неподвижный контакт 3 и гибкий проводник 2, соединенный с плавкой вставкой 1 и наконечником 4. На наконечник постоянно действует усилие, стремящееся вытянуть гибкую связь.

Связь удерживается плавкой вставкой, которая состоит из параллельных медной и стальной пластин. При коротком замыкании сначала перегорает медная, затем стальная пластина и гибкая связь выбрасывается из трубки. Дуга горит с образованием газов, выделяемых материалом трубки. Газ с большой скоростью вырывается в атмосферу, обеспечивая продольный обдув ствола дуги. Выброс газов сопровождается звуковым эффектом, подобным выстрелу.

Такие предохранители устанавливаются в открытых электроустановках.

Разрядники

Разрядники служат для защиты от перенапряжений, которые могут быть внутреннего и внешнего (рис. 54) происхождения (коммутационные и атмосферные).

Рис. 54. Виды перенапряжений

Коммутационные перенапряжения характеризуются высокой частотой и длительностью в несколько секунд. Атмосферные - имеют продолжительность в микросекундах, характеризуются крутым фронтом волны и высокой кратностью перенапряжения.

Рис. 55. Принцип действия искрового промежутка:

Простейшим разрядником является искровой промежуток (рис. 55).

Искровой промежуток пробивается при перенапряжении. После прохождения тока молнии через него протекает ток замыкания на землю (сопровождающий ток ). Искровой промежуток сам по себе применяется ограниченно, а чаще - является элементом разрядников.

Трубчатый разрядник (рис. 56) имеет устройство гашения дуги. В трубке из газогенерирующего материала располагаются электроды. Электрод 2 через металлический наконечник 4 заземлен, кольцевой электрод 1 соединяется с защищаемой линией через внешний искровой промежуток 3.

Рис. 56. Конструкция трубчатого разрядника

При перенапряжении сначала пробивается внешний промежуток, затем внутренний искровой промежуток между электродами 1 и 2. Дуга вызывает выделение газов материалом трубки. Внутри трубки повышается давление, под действием которого разрывается мембрана кольцевого электрода. Газ вырывается в атмосферу, создавая продольный обдув ствола дуги.

Трубка разрядников РТ, РТФ выполняется из фибробакелита, разрядников РТВ - из винипласта.

Рис. 57. Конструкция вентильного разрядника: 1 - искровые промежутки; 2 - вилитовые сопротивления

Вентильныеразрядники (РВ) кроме последовательно соединенных искровых промежутков 1 имеют последовательно включенное рабочее сопротивление 2 в виде набора дисков для ограничения сопровождающего тока (рис. 57).

Для уменьшения сопровождающего тока сопротивление должно должно быть большим, а для уменьшения остающегося напряжения в точке подключения разрядника - малым.

Таким требованиям отвечает вилит (карборунд). Он имеет большое сопротивление, уменьшающееся с ростом приложенного напряжения.

В разрядниках РВМ между кольцевыми искровыми промежутками помещены кольцевые магниты. Дуга вращается по кругу и охлаждается.

Ограничители перенапряжений (ОПН) не имеют искровых промежутков, а только нелинейные металлооксидные сопротивления (окись цинка с малыми добавками окислов других металлов).

Ограничители перенапряжений постоянно подключены к защищаемой цепи. В нормальном режиме они представляют бесконечно большое сопротивление для токов на землю. При перенапряжении сопротивление ОПН резко уменьшается и линия оказывается заземленной.

Ограничители перенапряжений высоконадежны, 25 лет эксплуатируются без обслуживания и ремонта, имеют малый вес и габариты.

Конструктивно они состоят из колонки металлооксидных резисторов, которая вместе с фланцами (контактами) запрессовывается в полимерный корпус. На корпус может быть наклеена ребристая оболочка из кремнийорганической резины (6-10 кВ). На напряжение 35-220 кВ они представляет собой трубу из высокопрочного стеклопластика, в которую устанавливаются колонки резисторов, запрессованных заранее в твердую полимерную оболочку. На трубу монтируются алюминиевые фланцы и наклеиваются кольца с ребрами из кремнийорганической резины. Труба имеет выхлопные клапаны, обеспечивающие взрывобезопасность.

Ограничители перенапряжений длительно выдерживают механическую нагрузку от тяжения проводов с учетом ветра и гололеда, а также могут использоваться как опорные изоляторы. Они могут крепиться в любом положении болтами на поперечных балках опор или крепежных деталях.

Область применения ограничителей перенапряжения разных типов показана в табл. 3.

Таблица 3