Предохранитель – это электрический аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и перегрузки цепи.
Основной элемент предохранителя – плавкая вставка постоянного или переменного сечения, которая при токах срабатывания сгорает (плавится), отключая цепь.
По конструкции предохранители классифицируются:
- открытые (не защищены патроном);
- закрытые (закрытый патрон);
- засыпные (вставка заполнена наполнителем).
Материалы плавких вставок: медь, цинк, алюминий, свинец, серебро. Медь окисляется, поэтому покрывается оловом. В засыпных применяется кварцевый песок (SiO2), мел (CaCO3).
Особая группа предохранителей:
- жидкометаллические, применяется галлий или сплав галлий-иридий-олово, которым заполняется канал расчетного сечения в герметичном и вакуумнированном патроне. При срабатывании металл из жидкого состояния переходит в парообразное, давление воздействует на расцепитель, происходит отключение цепи. Затем пары переходят в жидкое состояние и предохранитель вновь готов к работе.
|
|
- Инерционные предохранители имеют две вставки разного сечения, которые обеспечивают защиту как от токов к.з., так и при небольших токах перегрузки.
I, А |
t, сек |
I ном |
I погр |
I ном – номинальный ток, который указан на вставке.
I погр – пограничный ток, при котором вставка не перегорает за время менее 1 часа. Применяется в расчетах.
Плавкие вставки изготавливаются фигурными:
§ для снижения уровня перенапряжений;
§ уменьшения засорения внутренней полости патрона парами металла
§ уменьшения тепловых потерь
В некоторых случаях, когда требуется высокая отключающая способность предохранителя, его патрон изготавливают из фибры. При перегорании вставки и соприкосновении дуги со стенками патрона, происходит интенсивное газовыделение, что увеличивает давление, дуга гасится, увеличивается отключающая способность предохранителя.
Полное время срабатывания предохранителя:
t = t1 + t2 + t3,
где t1 – время нагрева плавкой вставки от температуры окружающей среды до температуры плавления;
t2 – время плавления вставки;
t3 – время гашения дуги.
Наиболее распространены серии предохранителей:
ПР-2 от 15 до 1000 А; U=380; 500 В
ПП-2 30…6300 А; U=150…1300 В
ПРС до 100 А U до 500 В
Номинальный ток предохранителя – ток, при котором предохранитель работает длительное время не плавясь.
I, А |
t, сек |
I ном |
I погр |
3 |
1 |
2 |
|
|
1, 2 – характеристика инерционного предохранителя;
1 – при малых токах перегрузки;
2 – при больших токах к.з.
3 – неинерционный предохранитель.