високовольтні запобіжники

Підстанція> Устаткування підстанцій

Високовольтні запобіжники використовуються для захисту електрообладнання електричних мереж напругою вище 1000 В від струмів короткого замикання і струмів неприпустимих перевантажень.
Основними технічними характеристиками запобіжників є номінальна напруга, номінальний тривалий струм, залежність часу плавлення вставки від струму. Відключає запобіжників характеризують номінальною відключається потужністю. Захисним елементом запобіжника є плавка вставка, включена послідовно в електричний ланцюг, що захищається.
Запобіжники, що володіють здатністю різко зменшувати струм в ланцюзі при короткому замиканні, називаються струмообмежуючими. При проходженні через плавку вставку струмів короткого замикання або тривалого струму перевантаження вона надмірно перегрівається і плавиться, переходячи спочатку в рідке, а потім в газоподібний стан. В процесі розплавлення металу вставки між контактами запобіжника утворюється дуга. Тривалість горіння і швидкість гасіння електричної дуги всередині запобіжника залежать від конструкції запобіжника і правильності вибору плавкої вставки. Після гасіння дуги електричний ланцюг повністю розривається.
Час перегорання плавкої вставки залежить від величини проходить через неї струму і називається захисної або струмочасовий характеристикою плавкою вставки, яка служить для визначення витримки часу відключення аварійних струмів, а також розрахунків селективної роботи запобіжників і релейного захисту електроустановки.
Струм, що плавиться вставку, визначається конструкцією запобіжника, фізичними даними самої плавкою вставки (матеріалом, формою, довжиною і поперечним перерізом) та температурою навколишнього повітря.
На струмочасовий характеристику запобіжника впливає також стан плавкою вставки. Якщо використовувати вставку з оксидною плівкою, у якій внаслідок цього зменшилася перетин плавиться елемента через тривале зберігання в ненормальних умовах, то характеристики вставки виявляться зміненими.
Плавкахвставка може працювати тривалий час, якщо через неї проходить номінальний або менший електричний струм. При проходженні через запобіжник робочого струму вставка нагрівається, але структура металу не змінюється.
Номінальним струмом плавкою вставки називається струм, який вставка здатна витримати, не розплавляючись і не перегорить тривалий час, а номінальним струмом запобіжника - струм, на який розраховані його струмопровідні частини. Значення номінального струму вказують на струмопровідних частинах запобіжника і на контактних частинах плавких вставок.
Важливими показниками запобіжників є їх надійність, стабільність і вибірковість, т. Е. Плавкахвставка запобіжника повинна тривалий час працювати при протіканні по ній номінального струму, що не дмухнути при короткочасних перевантаженнях, надійно відключати граничний струм без руйнування самого запобіжника і відключати тільки ту ділянку електричного кола при виникненні в будь-який її точці короткого замикання, який захищає даний запобіжник. В цьому випадку спрацювати повинен той запобіжник, який розташований ближче до місця замикання.
Струм, при якому плавка вставка згорає в момент досягнення нею усталеною температури, називається прикордонним. Якщо прикордонний ток за значенням близький до номінального або трохи більшими за нього, плавкахвставка запобіжника, не перегорає при проходженні через неї номінального струму.
Гранично відключається струм запобіжника - це найбільший струм, який здатний відключити запобіжник при перегорання його плавкою вставки.
Гранично відключається струм плавкою вставки повинен бути рівний або більше максимального розрахункового струму короткого замикання в ланцюзі, що захищається запобіжником. Якщо вибір запобіжника зроблений неправильно, то тривалість горіння дуги при перегорання плавкої вставки збільшується і може привести до руйнування патрона запобіжника.
Розривної потужністю запобіжника називається найбільша потужність короткого замикання, яку здатний розірвати запобіжник при перегорання плавкої вставки без руйнування патрона запобіжника.
Захищаються електричні мети укомплектовуються запобіжниками на відповідні електроустановок номінальну напругу і струми. Застосування запобіжників, передбачених на меншу номінальну напругу, може призвести до короткого замикання і руйнування запобіжника. Якщо використовувати запобіжник на більшу номінальну напругу і струм, то він нe забезпечить необхідний захист і порушить селективну роботу апаратів і реле захисту, так як має інші, відмінні від захищається ланцюга характеристики. Для надійної роботи запобіжника необхідно, щоб струмочасовий характеристика era плавкою вставки була дещо нижчою характеристики об'єкта, що захищається.

У закритих розподільних пристроях напругою 6 і 10 кВ застосовуються запобіжники ПК і ПКТ.
Запобіжник ПК (рис. 1) відноситься до струмообмежувальним запобіжників і являє собою патрон - порцелянову трубку 8, заповнену дрібним кварцовим піском, всередині якої вміщено плавкахвставка 10, На кінцях порцелянової трубки 8 закріплені латунні ковпачки 7 з кришками 6. Контакти патронів розташовуються на двох опорних ізоляторах 5, закріплених на сталевій плиті 1. Контакти 2 забезпечені замками, які утримують патрон від випадання при виникають при проходженні струмів короткого замикання електродинамічних зусиль. Для приєднання шин розподільного пристрою до запобіжника служить хвостовик 4 контакту 2.
Плавкахвставка 10 складається з мідних дротів, покритих шаром срібла і намотаних на керамічний сердечник (стрижень) 9 для номінальних струмів до 7,5 А. При токах вище 7,5 А мідні дроти мають вигляд спіралей і поміщені безпосередньо всередину порцелянової трубки. Дріт плавкою вставки на номінальні струми до 7,5 А по всій довжині має один діаметр, а на струми вище 7,5 А - різні діаметри, т. Е. В цьому випадку використовується дріт ступеневої перетину, що істотно покращує характеристики запобіжників. Під час процесу спрацьовування запобіжника плавлення і випаровування таких вставок під дією великих струмів відбувається неодночасно: спочатку плавиться ділянку вставки з дротом меншого перетину, а потім-з дротом більшого перетину. Внаслідок цього зменшується довжина розривається ділянки і знижується перенапруження, яке викликається перегоранням плавкою вставки. Ця конструкція плавкою вставки запобіжника ПК дозволяє обмежити перенапруження до 2,5-кратного значення робочої напруги.

Мал. 1. Високовольтний запобіжник

а - загальний вигляд (ПКТ-103), 6 - патрони запобіжника на керамічному стрижні (зліва) і без стержня (праворуч), 1 - плита (під опорні ізолятори 5 не показана), 2 - контакт з замком, 9 - патрон, 4 - хвостовик контакту, 5 - опорний ізолятор, 6 - кришка, 7 - латунний ковпачок, 8 - порцеляновий трубка (кожух), 9 - стрижень, 10 - плавкахвставка, 11 - вказівний дріт, 12 - покажчик спрацьовування, 13 - олов'яні кульки

Конструктивно запобіжники, виготовлені на різні номінальні напруги, відрізняються довжиною патрона, а на різні номінальні струми - не тільки довжиною патрона, а й діаметрами патронів і ковпачків. При номінальній напрузі 6 кВ на номінальний струм 75 А і вище і при напрузі 10 кВ на струм 50 А і вище патрони запобіжників роблять спареними. Запобіжники на струми вище 200 А при напрузі 6 кВ і вище 150 А при напрузі 10 кВ мають по чотири патрони на кожну фразу.

УСТАНОВОЧНІ РОЗМІРИ ПАТРОНІВ

Ремонт запобіжників ПКТ і ПКН полягає в перевірці цілості плавкою вставки, очищення контактних поверхонь, перевірці дії замку і покажчика спрацьовування (для запобіжників ПКТ). Покажчик спрацьовування при натисненні пальцем на його головку повинен вільно переміститися, а при опусканні пальця - повернутися на місце. Крім того, перевіряють щільність і повноту засипки патронів кварцовим піском (при струшуванні патронів не повинно бути чутно шуму).
Необхідно також контролювати правильність установки запобіжника (по номінальному струмі). При виявленні обриву плавкою вставки патрони замінюють і відправляють в майстерні для перезарядки.
Пластинчасті запобіжники низької напруги при перегорання або виявленні на них окалини змінюють, трубчасті при перегорання замінюють і відправляють на перезарядку.

Номінальна напруга запобіжника має бути не менше напруги
Струм включення не повинен розплавити плавкий елемент швидше 0,1 с
Запобіжник повинен перервати мінімальний струм короткого замикання протягом 2 секунд.
Запобіжник повинен витримати номінальний струм In і можливі перевантаження трансформатора 1,3 -1,4 In
У разі, коли невідомі умови роботи і установки, рекомендується вибрати номінальний струм запобіжника більше 1,5 In