Типы высоковольтных предохранителей, конструктивное исполнение и область их применения

Предохранители – коммутационные электрические аппараты, предназначенные для отключения защищаемой цепи путём разрушения специально предназначенных для этого токоведущих частей. Предохранители серии ПКТ, ПКН, ПКЭ, ПКЖ: Т – для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий; К – наполнитель кварцевый песок; Н – для защиты трансформаторов напряжения; Э – для защиты передвижных электростанций Ж – для защиты сетей железнодорожного транспорта.

Важной характеристикой предохранителя является зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока – времятоковая характеристика. Для совершенной защиты необходимо, чтобы времятоковая характеристика предохранителя (1) во всех точках шла немного ниже характеристики защищаемой цепи (2). Однако кривая 3 (реальная характеристика предохранителя) пересекает кривую 2.

Ток при котором плавкая вставка перегорает при достижении ею установившейся температуры называется пограничным или минимальным плавящим током.

Эффект токоограничения состоит в том, что при большом токе плавкая вставка плавится и испаряется за очень малое время (1мс) по всей длине. Ток при этом не успевает достичь максимума. Наличие кварцевого песка приводит к эффекту горения дуги в узкой щели – многократного соприкосновения дуги с поверхностями песчинок. Помимо этого в канале дуги резко повышается давление и интенсивность деионизационных процессов. При срезе тока возникают большие перенапряжения.

Автогазовые (стреляющие) предохранители: При перегорании плавкой вставки гибкая связь выбрасывается из трубки из газогенерирующего материала под действием пружины. Дуга гасится продольным автодутьём при выделении газа из материала трубки. Гашение сопровождается выбросом раскалённых газов и мощным звуковым эффектом – выстрелом. Плавкая вставка ПВТ состоит из двух частей – медной и стальной

Ограничители ударного тока: Предназначены для сверхбыстрого отключения ударных токов КЗ в сетях с большими номинальными токами: 1-5 кА. Принцип действия состоит в взрывном разрушении проводника, рассчитанного на протекание больших номинальных токов при помощи пиропатрона. Время гашения тока КЗ – порядка 5 мс. Ток КЗ в цепи за это время не достигает максимума (ударного тока КЗ).

Конструктивные элементы:

1 – изолятор 2 – коммутационный элемент

3 – токонесущий проводник с пиропатроном

4 - предохранитель

Преимущества предохранителей

• Простота устройства
• Очень малая стоимость
• Исключительно быстрое отключение токов КЗ
• Способность некоторых типов предохранителей ограничивать ток КЗ

Недостатки предохранителей

• Одноразовое действие
• Перенапряжения
• Возможность однополюсного отключения
• Малые номинальные токи, Нетерпимость к перегрузкам