Исследование плавких предохранителей

Цель работы: изучение конструкции низковольтных предохранителей, определение защитной характеристики плавкой вставки опытным путем.

Приборы и оборудование

Нагрузочный трансформатор Т2, U_1Н = 220 В, U_2Н = 6 В.

Вольтметр Э531, U_Н = 1,5¸7,5 В.

Амперметр Э538, I_Н = 5 А.

Токовое реле сер. РТ 40/10, I_Н = 2,5¸5 А.

Электросекундомер типа ПВ-53.

Предохранитель сер. ПРС-6 со сменными плавкими вставками на ток
I_Н = 1 А (6 шт. на опыт).

Теоретические сведения

Предохранители – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токов перегрузок и токов коротких замыканий (КЗ).

Простота, удобство обслуживания, малые размеры, высокая отключающая способность, небольшая стоимость обеспечили предохранителям широкое распространение в схемах электротехнических устройств.

Предохранители с закрытым разборным патроном без наполнителя серии ПР2 изготавливаются на напряжение 220 и 500 В при номинальном токе 100¸1000 А.

Насыпные предохранители серии ПН2 широко применяются для защиты силовых цепей до 500 В переменного тока и 440 В постоянного тока и рассчитаны на номинальный ток 100¸600 А. Насыпные предохранители серии НПН2-63 имеют неразборный стеклянный патрон и рассчитаны на ток до 63 А.

Плавкие предохранители работают в двух режимах: в нормальном, а также в режиме перегрузки и коротких замыканий.

Ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы, называют номинальным током плавкой вставки.

В предохранителях серии ПР2 и ПН2 в один и тот же патрон можно вставлять плавкие вставки на ряд номинальных токов. Максимальный ток, указанный на патроне предохранителя, равен максимальному номинальному току плавкой вставки, предназначенной для данной конструкции предохранителя. Предохранители не должны отключать электрическую цепь при протекании условного тока неплавления и должны отключать ее при протекании условного тока плавления в течение определенного времени, зависящего от номинального тока.

Для уменьшения времени срабатывания в предохранителях применяются плавкие вставки из различного материала специальной формы, а также используется металлургический эффект. Наиболее распространенными материалами плавких вставок являются медь, цинк, алюминий, свинец и серебро.

Важной характеристикой предохранителя является зависимость времени плавления плавкой вставки от кратности пускового тока номинальному, которая является защитной характеристикой. При постоянной величине тока время плавления вставки зависит также от материала вставки, состояния ее поверхности и условий охлаждения. Поэтому, для того чтобы получить более точное время плавления при исследовании защитной характеристики предохранителей, необходимо проделать несколько опытов, устанавливая две-три плавкие вставки одного и того же номинального тока на каждый опыт, изменяя кратность тока в пределах (2¸8)I_Н по схеме на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема исследования защитной характеристики плавких предохранителей.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему исследования защитной характеристики предохранителя (рис. 6.1) и представить для проверки преподавателю.

2. Вместо исследуемого предохранителя FU установить перемычку и произвести пробное включение автоматическим выключателем QF.

3. Регулятором напряжения Т1 установить величину тока, соответствующую кратности тока срабатывания номинальному току исследуемого предохранителя и записать в табл. 6.1. Отключить стенд и обнулить секундомер РТ.

Таблица 6.1

Ток плавкой вставки I, А
Кратность тока плавкой вставки I,/IН, о.е
Время плавления вставки t, с

4. Установить исследуемый предохранитель. Включить стенд. Время перегорания плавкой вставки будет зафиксировано остановкой секундомера РТ. Записать показания секундомера в табл. 6.1 и обнулить его.

5. Заменить плавкую вставку предохранителя. Повторить эксперимент для других значений кратности тока. Результаты опыта записать в табл. 6.1.

Содержание отчета

Цель работы: схема лабораторной установки исследования плавких вставок предохранителей. Результаты экспериментальных исследований в виде зависимости t = ¦(I/I_Н). Выводы по результатам исследований.

Контрольные вопросы

1. Для каких целей применяют плавкие предохранители?

2. Каковы достоинства и недостатки плавких предохранителей?

3. Сформулируйте и объясните требования, предъявляемые к предохранителям.

4. Объясните времятоковую характеристику предохранителя.

5. Как влияет форма и конструкция предохранителя на его характеристики?

6. Приведите критерии выбора материала плавкой вставки.

7. В чем состоит принцип работы предохранителя с токоограничением?

8. Объясните принцип металлургического эффекта в предохранителях.

Список литературы

1. Чунихин, А. А. Электрические аппараты / А. А. Чунихин. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 718 с.

2. Бурда, А. Г. Обучение в электромонтажных мастерских / А. Г. Бурда. – М.: Радиосвязь, 1988. – 232 с.

3. Кисаримов, Р. А. Справочник электрика / Р. А. Кисаримов. – М.: Ра­дио Софт, 1999. – 320 с.

4. Лабораторный практикум по электрическим аппаратам / Ю. Н. Новиков [и др.]. – М.: Высш. шк., 1971. – 196 с.