17.3 Конструкция предохранителей
Устройство предохранителя. Широкое применение предохранителей в самых различных областях народного хозяйства и в быту привело к многообразию их конструкций. Однако, несмотря на это, все они имеют следующие основные элементы: корпус или несущую деталь, плавкую вставку, контактное присоединительное устройство, дугогасительное устройство или дугогасительную среду.
17.4 Предохранители с гашением дуги в закрытом объёме
К ним относятся предохранители со сменными плавкими вставками общего назначения без наполнителя серии ПР-2. Такие предохранители изготавливаются на напряжение до 500 В и токи до 1000 А. Гашение дуги у них происходит за счет высокого давления (до 10 МПа и более), возникающего вследствие газогенерации из стенок трубок при высокой температуре электрической дуги.
Рис. 70. Предохранитель типа ПР-2
Вставка располагается в герметичном трубчатом патроне и может иметь от одного до четырех сужений в зависимости от Uном. Суженные участки вставки способствуют быстрому ее плавлению при КЗ и создают эффект токоограничения. Время гашения дуги 0,002 с.
Предохранители работают бесшумно, практически без выброса пламени и газов, что позволяет устанавливать их на близком расстоянии друг от друга.
17.5 Предохранители с мелкозернистым наполнителем (серии пн-2, прс)
Предохранители серии ПН-2 предназначены для защиты силовых цепей до 500 В переменного тока и 440 В постоянного тока. Они выполняются на номинальные токи 100, 250, 400 и 630 А, обладают токоограничивающим действием и высокой разрывной способностью.
Корпус 1 квадратного сечения изготовляется из фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки 2,3 и наполнитель - кварцевый песок 3. Вставки привариваются к диску 4, который крепится к пластинам 5, связанным с ножевыми контактами 9. Для получения токоограничения вставка имеет суженное сечение 8. Для снижения температуры плавления на вставку наносится оловянные полоски 7.
Рис. 71. Предохранитель ПН 2:
1 - корпус, 2- вставка, 3- песок, 4- диск, 5- пластины, 6- прокладка, 7- оловянные полоски, 8- сужения, 9- ножевые контакты.
При КЗ вставка сгорает и дуга горит в канале, образованном зернами наполнителя. Из-за горения в узкой щели при токах выше 100 А дуга имеет возрастающую вольтамперную характеристику. Градиент напряжения на дуге очень высок и достигает (2-6)104 В/м. Этим обеспечивается гашение дуги за несколько миллисекунд.
В малогабаритных распредустройствах применяются резьбовые предохранители типа ПРС. Они выпускаются на токи до 100 А, напряжение до 440 В постоянного тока и до 500 В переменного тока. Предельно отключаемый ток 60 кА.
Эти предохранители сложны в производстве и более дороги, чем предохранители ПН 2.
17.6 Предохранители с жидкометаллическим контактом
Предельно отключаемый ток достигает 250 кА при напряжении 450 В переменного тока. Предохранители работают многократно с большим токоограничением.
Рис. 72. Жидкометаллический предохранитель
1-электроизоляционная трубка, 2- жидкий металл, 3, 4 - электроды, 5- корпус,
6- уплотнение, 7,8- демпфирующее устройство.
В таком предохранителе электроизоляционная трубка 1 имеет капилляр, заполненный жидким металлом 2. Капилляр с жидким металлом герметично закрыт электродами 3, 4 и корпусом 5 с уплотнением 6 и имеет специальное демпфирующее устройство 7,8. При протекании большого тока жидкий металл в нем испаряется, образуется паровая пробка и электрическая цепь размыкается. После определенного времени пары металла конденсируются и контакт восстанавливается.