Высоковольтные предохранители.

Назначение, предъявляемые требования.

           При напряжении выше 3 кВ и частоте f=50Гц применяются высоковольтные предохранители.  Процесс нагрева плавкой вставки протекает так же, как в низковольтных предохранителях.

           Требования:

Длительность плавления вставки должно быть менее 2-х часов при токе перегрузки 2I_НОМ. и более 1-го часа при токе перегрузки 1,3 I_НОМ.

           Чаще всего применяются для защиты трансформаторов от токов К.З.-ия.

Ток текущий через предохранитель в номинальном режиме не превышает доли Ампера.

           В таких предохранителях время плавления вставки равно 1 минуте при токе

           В связи с высоким значением восстанавливающегося напряжения процесс гашения дуги усложняется, поэтому, изменяются габаритные размеры и конструкция высоковольтных предохранителей.

           Получили распространение предохранители с мелкозернистым наполнителем и стреляющего типа.

Предохранители с мелкозернистым наполнителем.

Размер зерен и материал такие же, как и в низковольтных предохранителях

(например: кварц).

           Для эффективного гашения дуги плавкая вставка берётся малого диаметра.

Возможен расчёт длинны плавкой вставки (в метрах):

где U_Н – номинальное напряжение предохранителя (в кВ).

Предохранители типа ПК.

На напряжение 6-10 кВ содержат фарфоровый цилиндр, армированный по торцам латунными колпаками. Наполнитель в виде песка засыпается через отверстие в колпаке, которое после засыпки запаивается крышкой.

В предохранителях на ток до 7,5 А медная плавкая вставка наматывается на керамический рифленый каркас. Это позволяет увеличить длину плавкой вставки и эффект токоограничения, и следовательно, повысить отключаемый ток. Однако, при перегрузках меньше 3 I_НОМ. возможно образование токопроводящего канала из материала каркаса и расплавившейся вставки. В результате этого наступает тепловое разрушение предохранителя. Поэтому предохранители с каркасом следует применять только для защиты от токов К.З.-ия.

При номинальных токах превышающих 7,5А. плавкая вставка выполняется в виде параллельных спиралей. Применение параллельных вставок позволяет увеличить номинальный ток до 100А при номинальном напряжении 3 кВ. При номинальном напряжении 10 кВ номинальный ток предохранителя равен 50А. При токе 200А приходится устанавливать 4 параллельных предохранителя.

Применение параллельных вставок позволяет изготавливать их из медной или серебряной проволоки малого диаметра и сохранять эффект «узкой щели» в процессе дугогашения.

Для снижения температуры предохранителя при небольших продолжительных перегрузках плавкие вставки имеют оловянные шарики. Предохранители этого типа имеют указатели срабатывания. При К.З.-нии плавкая вставка испаряется по всей длине и в цепь вводится длинная дуга горящая в узкой щели и имеющая высокое сопротивление, особенно, в начальной стадии, когда пары металла недостаточно ионизированы.

           Предохранители с мелкозернистым наполнителем обладают токоограничением, особенно при больших токах К.З. В длительном режиме интенсивное охлаждение таких плавких вставок позволяет выполнять их с минимальным сечением и снизить ток плавления.

Номинальный ток отключения предохранителей достигает 20 кА при напряжении до 10кВ.

Предохранители серии ПКТН.

на напряжение до 35 кВ имеют внутри керамический корпус с тонкой плавкой вставкой. Плавкая вставка выполняется с 4-х ступенчатым сечением из константановой проволоки. Плавление вставки происходит последовательно по ступеням.

           Данный предохранитель обеспечивает защиту высоковольтных шин от повреждения трансформатора напряжения при любой мощности источника питания (ток ограничивается предохранителем).

Предохранители серии ПК и ПКТН работают бесшумно, без выбросов пламени и раскалённых газов.

Перезарядка предохранителей этой серии в эксплуатации не допускается.

Предохранители свыше 35кВ не выпускаются.

Стреляющие предохранители. используются для работы на открытом воздухе при напряжении 10 и 35 кВ. Ток отключения до 15 кА.

Типы: ПСН-10 (на 10 кВ), ПСН-35 (на 35 кВ).

Конструктивное исполнение предохранителя ПСН-35:

           В корпусе установлены 2-е винипластовые трубки, соединенные стальным патрубком. Плавкая вставка присоединяется к токоведущему стержню и гибкому проводнику, соединённому с наконечником. Патрон предохранителя установлен на изоляторах. Изоляторы крепятся к стальному цоколю. Вращающийся контакт действует на наконечник и с помощью своей пружины стремится вытащить гибкий проводник из трубки. При перегорании плавкой вставки образуется дуга, которая соприкасаясь со стенками трубки разлагает их и образующийся при этом газ поднимает давление в трубке. При вытягивании наконечника из трубки длина дуги увеличивается, давление возрастает.

           При больших токах мембрана, которая находится в патрубке, разрывается и дуга гасится поперечным дутьём.

           Если ток невелик, то дуга гасится продольным потоком газа, который вырывается из трубки после выброса гибкого контакта из трубки.

           Длительность горения дуги падает при увеличении тока, время горения дуги 0,04 сек.; при малых токах (800-1000 А) время горения дуги до 0,3 сек.

           В процессе гашения вначале дуга имеет небольшую длину, а затем её длина увеличивается по мере выброса гибкого проводника.