Плавкие предохранители

В истории развития электрических аппаратов защиты плавкие предохранители явились первыми и самыми дешевыми устройствами для защиты от токов короткого замыкания. Предохранитель состоит из металлического проводника – плавкой вставки, включаемой последовательно в защищаемую электрическую цепь, и патрона в которой закрепляют вставку. Работа плавкого предохранителя основана на тепловом действии электрического тока. Протекая по вставке, ток нагревает ее. Очевидно, что чем больше ток, тем выше становится температура вставки. Когда ток превышает определенное значение, вставка расплавляется (перегорает), размыкая цепь. Наиболее распространенные материалы плавких вставок – медь и цинк, реже применяют свинец и серебро. Медные вставки подвержены окислению, поэтому обычно применяют луженые медные вставки. Если необходимо получить большую выдержку времени предохранителя при перегрузках, например, при пуске электродвигателей с короткозамкнутым ротором, применяют так называемые инертные плавкие вставки из свинца и серебра.

Широко распространены следующие типы предохранителей: трубчатые ПН, разборные ПР и засыпные ПН-2.

Трубчатые предохранители состоят из держателя и стеклянной трубки с наконечниками. Между наконечниками внутри стеклянной трубки натянута плавкая вставка.

Трубчатые предохранители на номинальные токи до 5А и напряжение не более 600В применяют в слаботочных цепях электрических установок и линий связи (предохранители ПН-50, ПК-45 и др.).

Плавкие вставки выпускают в двух исполнениях: закрытые ПВ на 2, 6, 10, 20, 30, 40 и 50А и открытые ПВ-60АС, ПВ-80АС, и ПВ-100АС на токи соответственно 60, 80, и 100А.

Разборный предохранитель ПР-2 состоит из цинковой плавкой вставки 11 фигурной формы, фибрового патрона 13, латунных колпачков 8 и контактных ножей 7, которые служат для подсоединения предохранителя к электрической цепи. Предохранители ПР-2 удобны в эксплуатации, так как легко разбираются и при перегорании плавкой вставки позволяют быстро сменить ее. Предохранители ПР-2 выпускают двух габаритов: габарит 1 – на напряжение до 220В, габарит 2 – на напряжение до 500В.

Причем предохранители 1 габарита могут работать в цепях с номинальным напряжением 380В при ограниченном по мощности источнике питания. В связи с этим на путевых машинах с автономными дизель-электрическими агрегатами мощностью до 500 Квт применяют в основном предохранители ПР-2 1 габарита. Плавкие вставки предохранителей ПР-2 выпускают на номинальные токи 6, 10, 15, 20, 25, 35, 45, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 260, 300, 350, 430, 500, 600, 700, 800, и 1000А, патроны предохранителей и контактные стойки для переднего и заднего присоединения проводов – на 15, 60, 100, 200, 350, 600 и 1000А.

-15-

Предохранители с мелкозернистым наполнителем.

Эти предохранители более совершенны, чем предохранители ПР-2. Корпус квадратного сечения предохранителя ПН-2 изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки и наполнитель – кварцевый песок . Плавкие вставки привариваются к диску, который крепится к пластинам, связанным с ножевыми контактами. Пластины крепятся к корпусу винтами. Плавкая вставка выполняется из медной ленты толщиной 0,1 – 0,2 мм. Для получения токоограничения вставка имеет суженные сечения. Плавкая вставка разделена на три параллельных ветви для более полного использования наполнителя. Применение тонкой ленты, эффективный теплоотвод от суженных участков позволяют выбрать небольшое минимальное сечение вставки для данного номинального тока, что обеспечивает высокую токоограничивающую способность. Соединение нескольких суженных участков последовательно способствует замедлению роста тока после плавления вставки, так как возрастает напряжение на дуге предохранителя.

Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные полоски (металлургический эффект).

При КЗ плавкая вставка сгорает. При сгорании дуга горит в канале, образованном зернами наполнителя. Из-за горения в узкой щели при токах выше 100А дуга имеет возрастающую вольтамперную характеристику. Градиент напряжения на дуге очень высок.

Этим обеспечивается гашение дуги за несколько миллисекунд. После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с диском заменяют, после чего патрон засыпается песком. Для герметизации патрона под пластины кладется асбестовая прокладка, что предохраняет песок от увлажнения.