Устройство, преимущества и недостатки предохранителей

Предохранитель - электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании тока большой величины. Обычно предохранители бывают плавкими (одноразовыми). Для защиты электрических цепей устройствами неоднократного срабатывания обычно применяются автоматические выключатели.

Внутри патрона есть калиброванная вставка, которая имеет разнообразные формы

Она выгорает при протекании токов большой величины.

Преимущества: простой и дешевый электрический аппарат, нет подвижных частей, быстрое перегорание плавкой вставки обеспечивает быстрое отключение защищаемой цепи. Обычно это происходит до достижения ударного тока.

Недостатки: нестабильность, разброс характеристик (зависит от температуры окружающей среды и других факторов), невозможно дистанционно управлять, при выгорании одного предохранителя в трехфазной цепи возникает несимметричный режим.

Этот пример описывается ранее (влияние несимметрии напряжения на АД при обрыве фазы).

Наблюдается перенапряжение при быстром отключении КЗ: запасенная энергия магнитного поля в индуктивности при отключении даст бросок напряжения, он может достигать в импульсном смысле двукратное номинальному значению напряжения.

Предохранитель плохо защищает двигатель от перегрузки: его тепловая характеристика существенно отличается от тепловой характеристики двигателя. Например, если произошла кратковременная перегрузка двигателя, то он не успеет перегреться, а предохранитель может уже выйти из строя.

Общий случай выбора предохранителя при эксплуатационных
бросках тока

На практике был такой случай. Предприятие работало по очистке воды, а в питающую линию был установлен предохранитель. Очистительная установка является фактически конденсатором. При ее отключении произошел бросок тока и предохранитель вышел из строя. В итоге пришлось поставить новый коммутационный аппарат, но с большей уставкой.

Причинами бросков тока могут быть: трансформаторы, пуск двигателей и др. Поэтому, чтобы правильно выбрать предохранитель, необходимо решить уравнение нагрева предохранителя:

,

где - температура превышения;

- температура перегорания предохранителя;

- мгновенное значение тока, А;

- коэффициент перевода, ⁰С /А².

Из вышеуказанного рис. следует, что если t_пер<t_х, то предохранитель не выйдет из строя и не нарушится бесперебойность электроснабжения.