Плавкие предохранители

 

Плавким предохранителем называют электрический аппарат, размыкающий электрическую цепь путем расплавления плавкой вставки, нагретой током, превышающим заданное значение.

 

Плавкие прёдохранители предназначаются для защиты электрических цепей и элементов электроустановок при возникновении перегрузок или коротких замыканий. Наиболее распространенные материалы плавких вставок — цинк и серебро.

 

Основными характеристиками плавких предохранителей являются защитные (время-токовые) характеристики и предельная разрывная способность.

Плавкий предохранитель – простейший из апаратуры защиты от КЗ, представляющий собой коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренной для этого плавкой вставки под действием тока, превышающего установленное значение. Для нагрева вставки и ее расплавления требуются определенный ток и время. Естественно, чем больше ток, тем меньше время, при каком-то значении тока вставка вообще не будет плавиться. Обычно этот ток больше номинального в 1,3 раза, поэтому плавкий предохранитель нельзя считать средством защиты от перегрузки.

 

Конструктивно плавкие предохранители выполняются главным образом с закрытым патроном – трубчатым или пробочным (рис. 94).

 

Ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы, называют номинальным током плавкой вставки. Ток, на который рассчитаны токоведущие и контактные части предохранителя (патрона, контактных стоек и т. д.), называют номинальным током предохранителя. Эти токи могут отличаться, так как в корпусе одного и того же предохранителя можно использовать плавкие вставки на различные номинальные токи. Однако номинальный ток предохранителя равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок.

 

Основной характеристикой предохранителя является зависимость времени плавления вставки от протекающего через него тока – защитная характеристика. При токах, близких к току, при котором расплавляется плавкая вставка, температура вставки может достигнуть больших значений (медь – 1083°С). В связи с этим принимают различные меры к снижению температуры плавкой вставки. Вот почему, в частности, применение самодельных плавких вставок недопустимо.

 

Рис. 2 Плавкие предохранители

Защитной характеристикой предохранителя называется зависимость полного времени отключения (продолжительность гашения дуги) от тока, отключенного предохранителем.

 

Защитной время-токовой характеристикой предохранителя определяется: способность защищать элемент установки от перегрузок; избирательность (селективность) действия предохранителя в совокупности с действием других элементов защиты; способность отстраиваться от пусковых и пиковых токов защищаемого приемника электроэнергии.

 

Время плавления плавких вставок, рассчитанных на токи с одинаковыми номинальными значениями, при одних и тех же токах перегрузки получается разным. Это объясняется тем, что всегда имеет место так называемый разброс характеристик предохранителей. Разброс вызван главным образом неизбежными при изготовлении плавких вставок производственными допусками. Относительно широкая зона разброса характеристик предохранителей вынуждает выбирать сечения плавких вставок с запасом во избежание перегорания их при номинальных значениях токов. Благодаря этому перегорание плавких вставок может происходить при значениях токов перегрузки, во много раз превышающих номинальные значения токов плавкой вставки. Вследствие этого предохранители не могут обеспечить надежную защиту элементов электрического оборудования при относительно небольших перегрузках, что является их недостатком. Селективность защиты обеспечивается предохранителями при последовательной установке их с разницей на две-три ступени шкалы номинальных токов плавких вставок.

 

Предельной разрывной способностью предохранителя при данном напряжении называется наибольшее значение тока короткого замыкания сети, при котором гарантируется надежность работы предохранителя. Чем выше разрывная способность, тем лучше качество предохранителей и тем при больших мощностях электроэнергетических установок они могут применяться.

 

Разрывная способность предохранителя зависит от быстроты гашения дуги при перегорании плавкой вставки, и при прочих равных условиях она тем больше, чем ниже лежит время-токовая характеристика предохранителя.

 

Контактные реле

 

Контактным реле называется электрический аппарат автоматического действия, срабатывающий при определенных импульсах, на которые он предназначен реагировать, и воздействующий при этом своими контактами на электрические цепи.

 

Уставкой реле называется значение импульса, при котором реле срабатывает (т. е, замыкает или размыкает свои контакты).

 

Контактные реле по принципу действия можно разбить на три группы: электромагнитные, индукционные и тепловые.

 

Реле защиты по принципу действия могут быть электротепловыми, электромагнитными, электродинамическими и индукционными.

 

Электротепловое реле – это аппарат защиты, работа которого основана на использовании выделенной теплоты при прохождении электрического тока. Тепловая энергия, выделившаяся в нагревательном элементе 5, нагревает биметаллическую пластину 6,составленную из двух металлов с разными коэффициентами линейного расширения.

К недостаткам электротепловых реле следует отнести зависимость их характеристик от температуры окружающей среды и трудности согласования их кривых нагревания с кривыми нагревания защищаемых устройств. Поэтому электротепловые реле не применяют для защиты от перегрузки устройств, работающих в повторно-кратковременных и перемежающихся режимах.

 

Электромагнитные реле защиты – измерительные реле – используются как реле максимального и минимального токов или напряжения; могут быть мгновенного действия или с выдержкой времени, с самовозвратом и без него.