а) Призначення, пропоновані вимоги. При напрузі вище 3 кВ і частоті 50 Гц застосовуються високовольтні запобіжники. Процес нагріву плавкою вставки у високовольтних запобіжниках протікає так само, як і в запобіжниках низького напруги.
У відношенні часу плавлення до високовольтних запобіжників пред'являється наступне загальна вимога: тривалість плавлення вставки повинна бути менше 2 год при струмі перевантаження, що дорівнює 2 I ном. , і більше 1 год при струмі перевантаження, рівному 1,3 I ном. .
Високовольтні запобіжники часто застосовуються для захисту трансформаторів напруги від КЗ. Струм, поточний через запобіжник в номінальному режимі, не перевищує частки ампера. У таких запобіжниках час плавлення вставки дорівнює 1 хв при струмі 1,25-2,5 А.
У зв'язку з високим значенням напруги, що відновлюється процес гасіння дуги ускладнюється. У зв'язку з цим змінюються габаритні розміри і конструкція високовольтних запобіжників. Найбільшого поширення набули запобіжники з дрібнозернистим наповнювачем і стріляючого типу.
б) Запобіжники з дрібнозернистим наповнювачем. Розмір зерен і матеріал такі ж, як і в низьковольтних запобіжниках. Довжина плавкої вставки, м, таких запобіжників може бути визначена за емпіричною формулою
В
де U ном. - номінальна напруга запобіжника, кВ.
Для ефективного гасіння дуги плавкахвставка береться малого діаметру.
Запобіжники типу ПК на напругу 6-10 кВ (рис. 16.12, а) містять фарфоровий циліндр /, армований по торцях латунними ковпаками 2. Наповнювач 7 у вигляді піску засипається через отвір в ковпаку, яке після засипки запаюється кришкою 3. У запобіжниках на струм до 7,5 А мідна плавкахвставка 5 намотується на керамічний рифлений каркасі. Це дозволяє збільшити довжину плавкою вставки і ефект струмообмеження, а отже, підвищити відключається струм. Однак при перевантаженнях, менших 3 / і ом, можливо освіта струмопровідного каналу з матеріалу каркаса і розплавити вставки. У результаті настає теплове руйнування запобіжника. Тому запобіжники з каркасом слід застосовувати тільки для захисту від КЗ.
При номінальних токах, що перевищують 7,5 А, плавка вставка виконується у вигляді паралельних спіралей (рис. 11.7, а ). Застосування паралельних вставок дозволяє збільшити номінальний струм до 100 А при U ном. = 3 кВ. При напрузі 10 кВ номінальний струм запобіжника дорівнює 50 А. При струмі 200 А доводиться встановлювати чотири паралельних запобіжника. Застосування паралельних вставок дозволяє виготовляти їх з мідної чи срібної дроту малого діаметру і зберігати ефект вузької щілини в процесі дугогасіння. Для зниження температури запобіжника при невеликих тривалих перевантаженнях плавкі вставки мають олов'яні кульки 6.
Запобіжник має покажчик спрацьовування 9. На покажчик 9 діє пружина, яка утримується під утягненому стані спеціальної плавкою вставкою 8. Ця вставка перегорає після перегорання основних вставок +5. При цьому покажчик звільняється і викидається в положення 9 з силою, яка визначається пружиною. Цей покажчик можна використовувати для автоматичного відключення вимикача навантаження після відключення КЗ запобіжником. Покажчик 9 може бути використаний також в запобіжниках з автоматичним повторним включенням. У цьому випадку спрацьовування покажчика в першому запобіжнику веде до паралельного підключенню до нього іншого запобіжника із справною плавкою вставкою.
При КЗ плавкахвставка випаровується у всій довжині і в ланцюг вводиться довга дуга, палаюча в вузької щілини і що має високий опір, особливо в початковій стадії, коли пари металу
недостатньо іонізовані. Все це призводить до виникнення
великих перенапруг - до 4,5 U ном на контактах запобіжника. Для обмеження перенапруг застосовуються вставки змінного перерізу. Спочатку згорає ділянку меншого перетину, а потім більшого. У результаті довжина дуги росте повільніше.
В
Рис. 11.7. Запобіжник типу ПК
Запобіжники з дрібнозернистим наповнювачем володіють струмообмеження, особливо при великих токах КЗ. У тривалому режимі інтенсивне охолодження тонких плавких вставок дозволяє виконувати їх з мінімальним перетином і знизити струм плавлення.
З ростом номінального струму ефект струмообмеження падає. Номінальний струм відключення запобіжників досягає 20 кА при напрузі до 10 кВ. Запобіжники серії ПКТН на напругу до 35 кВ мають всередині керамічний каркас з тонкою плавкою вставкою. Так як номінальний струм вставок менше 1 А, то їх перетин мало і струмообмежувальним ефект особливо великий. Плавкахвставка виконується з константановой дроту з чотириступінчастим перетином для обмежен...
