КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Архитектура- (3434) Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Война- (14632) Високи технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) 1065) House- (47672) Журналистика и масови медии- (912) Изобретения- (14524) Чужди езици- (4268) Компютри- (17799) Изкуство- (1338) История- (13644) Компютри- (11121 ) Художествена литература (373) Култура- (8427) Лингвистика- (374 ) Медицина- (12668 ) Naukovedenie- (506) Образование- (11852) Защита на труда- ( 3308) Педагогика- (5571) P Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Олимпиада- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Инструменти- ( 1369) Програмиране- (2801) Производство- (97182) Промишленост- (8706) Психология- (18388) Земеделие- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строителство- (4793) Търговия- (5050) Транспорт- (2929) Туризъм- (1568) Физика- (3942) ) Химия- (22929 ) Екология- (12095) Икономика- (9961) Електроника- (8441) Електротехника- (4623) Енергетика- (12629 )

ПРИНЦИП НА НАЗНАЧАВАНЕ И РАБОТА




А предпазител е превключващо електрическо устройство, предназначено да изключи защитена верига чрез унищожаване на частите, носещи ток, специално предвидени за това при действието на ток, превишаващ определена стойност.

В повечето структури веригата се изключва чрез разтопяване на предпазителя, който се загрява директно от тока на веригата, която трябва да бъде защитена. След изключване на веригата е необходимо да се подмени изгорената вложка с работеща. Тази операция се извършва ръчно или автоматично. Във втория случай целият предпазител се заменя.

Предпазителите се появиха едновременно с електрическите мрежи. Опростеността на устройството и поддръжката, малкият размер, високата способност за прекъсване, ниската цена осигуриха широкото им приложение. Предпазителите за ниско напрежение се произвеждат за токове от милиампери до хиляди ампера и за напрежения до 660 V и предпазители за високо напрежение до 35 kV и по-големи.

Широко разпространената употреба на предпазители в различни области на икономиката и в ежедневието доведе до разнообразието на техните проекти. Независимо от това, всички те имат следните основни елементи: жилище или част от превозвача; залепваща се вложка; свързващо устройство; устройство за арка или арка.

Най-важната характеристика на предпазителя е зависимостта от времето на запалване на горивната вложка върху характеристиката ток-ток (фигура 15-1).


Фиг. 15-1. Характеристика време-ток на предпазителите серия PN-2

Работата на предпазителя протича в два рязко различни режима: при нормални условия и при условия на претоварване и къси съединения. В първия случай, нагряването на вложката има характер на постоянен процес, при който цялата топлина, отделена в нея, се прехвърля в околната среда. В същото време, в допълнение към вложката, всички други части на предпазителя се загряват до стайна температура. Тази температура не трябва да превишава допустимите стойности. Токът, върху който предпазителят е проектиран за непрекъсната работа, се нарича номинален ток на предпазителя. То може да се различава от номиналния ток на самия предпазител. Обикновено предпазителите могат да бъдат вкарани в един и същ предпазител за различни номинални токове. Номиналният ток на посочения върху него предпазител е равен на най-големия от номиналните токове на предпазителите, предназначени за тази конструкция на предпазителите.

Тъй като течният ток се увеличава, температурата на вложката и другите части на предпазителя се увеличават. Най-големият ток, при който вложката не изгаря дълго време, се нарича ток на топене I . Стойността му зависи от много фактори: от размерите на участъка на вложката, нейната форма, материал и дължина, от дизайна на предпазителя, температурата на околната среда и т.н. Стойността на тока на топене обикновено се нормализира. По време на калибрирането, минималният ток е зададен, например I ∞min = (1,3 ÷ 1,4) I Mr., при който разтопената вложка не трябва да изгаря в рамките на 1 - 2 часа, а максималният ток, например I ∞max = 1,6 I при които вложката трябва да се стопи в рамките на време до 2 часа.При течения, които надвишават точката на топене: I> I , разтопената вложка трябва да се изгори в най-кратки срокове. За да се постигне рязко намаляване на времето за топене на вложката с нарастващ ток, те се движат в две посоки: 1) дават специална форма на предпазителя; 2) използвайте металургичния ефект.




Фиг. 15-2. Разпределението на температурата ( a ) и точката на изгаряне на фиксираните предпазители по време на претоварване ( b ) и по време на късо съединение ( c )

Вложката е направена под формата на плоча с вдлъбнатини (фиг.15-2, а), намалявайки нейното напречно сечение в определени области. В тези стеснени области се отделя повече топлина, отколкото в широките. При номиналния ток излишната топлина, дължаща се на топлинната проводимост на материала на вложката, има време да се разпространи в по-широки части и цялата вложка има почти същата температура. В случай на претоварване (I ≈ I ∞max ), нагряването на стеснените участъци протича по-бързо, тъй като само част от топлината има време да се отклони към широки зони. Разтопената вложка се топи в едно най-горещо място (Фиг. 15-2, b). При късо съединение (I >> I ) нагряването на стеснените участъци е толкова силно, след това почти отстраняването на топлината от тях може да бъде пренебрегнато. Разтопената вложка изгаря едновременно на всички или на няколко стеснени места (фиг. 15-2, с).


Фиг. 15-3. Примери за форми на разглобяеми вложки с ускорено разкъсване

В много проекти, кутията с предпазители 1 има такава форма (Фигура 15-3, а), при която електродинамичните сили F, произтичащи от токове на късо съединение, разкъсват вложката още преди да се стопи. На фигурата разстоянието е означено с кръг. Този раздел е направен по-малък раздел. При токове на претоварване електродинамичните сили са малки и разтопената вложка се топи в стеснено място. В конструкцията, показана на фиг. 15-3, б, ускорението на разединяването на веригата в случай на претоварване и къси съединения се постига чрез пружина 2, разкъсвайки вложката 1, когато металът омекотява в стеснени зони преди да се разтопи тези секции.

Металургичният ефект се състои в това, че много метали с ниска точка на топене (калай, олово и др.) Са в състояние да разтварят някои от огнеупорните метали (мед, сребро и т.н.) в течно състояние. Така полученият разтвор има различни характеристики от суровините (например високо електрическо съпротивление и по-ниска точка на топене). Това явление се използва в предпазители с вложки от няколко паралелни проводника.

За да се ускори топенето на вложката по време на претоварване и да се намали общата температура на цялата вложка, когато тя се разтопи, малки топки от калай се залепват върху проводниците. При токове на претоварване, когато температурата на вложката достигне точката на топене на калай, топчето се топи и разтваря частта от метала, на която е запоена. Има местно увеличение на съпротивлението на вложката и намаляване на точката на топене на метала на това място. Вложката изгаря на мястото, където е била нанесена топката. В този случай температурата на цялата "вложка" е много по-ниска от точката на топене на метала, от който е направена. В номиналния режим топката няма почти никакъв ефект върху температурата на нагряване на вложката.

Този метод за получаване на необходимите характеристики на ток може да бъде използван с тънки вложки, например със сферичен диаметър от 1 мм за проводници с диаметър 0,3 мм и с диаметър на топката до 2 мм с по-дебели проводници. С увеличаване на диаметъра на вложката ефектът на металургичния ефект намалява рязко и практически няма ефект.

Разгледани начини за ускоряване на вкарването на изгорелите газове с токове на претоварване: и късите съединения водят до едно много съществено предимство на предпазителите - техния ток-ограничаващ ефект. Залепващата вложка изгаря много по-рано от тока във веригата по време на късо съединение има време, за да достигне стойността на стационарно състояние на устата . По този начин токът на късо съединение е ограничен до 2 - 5 пъти и по този начин намалява разрушителното действие на електродинамичните сили. Ако при възможно равновесно състояние на късо съединение 25 kA, разтопената вложка е изгоряла при 8 kA, тогава стойността на електродинамичните сили във веригата е ограничена повече от 9 пъти. Текущият ограничаващ ефект на предпазителите чрез металургичен ефект е по-нисък, отколкото при други методи, ограничаващи тока.

Загасването на електрическа дъга, настъпващо след изгарянето на предпазителя, трябва да се извърши възможно най-бързо. Времето за охлаждане на дъгата зависи от дизайна на предпазителя и приетия метод на охлаждане. Най-големият ток, който предпазителят може да изключи без повреди или деформации, които пречат на неговата правилна работа след смяната на предпазителя, се нарича ограничителният ток на предпазителя.

При съвременните предпазители със затворени касети без пълнител дъгата се гаси поради високото налягане, което се получава в капсулата, поради появата на дъгата и в присъствието на пълнител поради интензивното охлаждане на дъгата с пълнеж и високото налягане, причинено от дъгата в тесни канали за пълнене. В този случай загряване на дъгата се получава в ограничен обем на държача на предпазителите. Нито пламък от дъга, нито йонизирани газове са изхвърлени от патрона.

А достатъчно добра система за защита срещу дъга, заедно с ограничаващото тока действие на вложката, води до неограничен капацитет на изключване на предпазителите. Това не означава, че предпазителите могат да изключат произволно големи токове на късо съединение. Неограничен капацитет на прекъсване трябва да се разбира, както следва: предпазители могат да се използват за защита на вериги, при които късо съединение може да достигне много големи стойности (в модерните големи електроцентрали могат да се приемат 200-500 kA).

Предпазващите връзки са направени от олово, олово-калаени сплави, цинк, мед, сребро и т.н. Вложките на ниско топими метали (олово, цинкова точка на топене 200 - 420 ° C) позволяват ниска температура на целия предпазител, но имат ниска проводимост значителни напречни сечения, особено при високи номинални токове. Цинк вложките са широко разпространени; Цинковият изпарения има относително висок йонизационен потенциал, който помага да се гаси дъгата. Вложките от мед и сребро имат по-малко напречно сечение, но техният недостатък е високата точка на топене, която при токове на претоварване води до силно нагряване и бързо разрушаване на частите на предпазителя. Медните залепващи вложки трябва задължително да имат антикорозионно покритие. В противен случай, окислението ще доведе до постепенно намаляване на напречното сечение на вложката и преждевременно изгаряне.

Използването на успоредни залепващи се вложки (при високи токове) позволява с едно и също общо напречно сечение на вложките да се получи голяма охлаждаща повърхност, като по този начин се подобряват условията за охлаждане на вложките и е по-добре да се използва обемът на пълнежа (в предпазителите с пълнител).