42. Назначение и устройство предохранителей.

Предохранители предназначены для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания или недопустимых токов нагрузки и характеризуются номинальными токами плавкой вставки и предохранителя. Номинальным током плавкой вставки называют ток, при котором она должна работать в тече­ние продолжительного времени, а номинальным током предох­ранителя - наибольший из номинальных токов плавких вставок, используемых в данном предохранителе.

В случае прохождения через плавкую вставку предохранителя тока, превышающего ее номинальный ток, вставка перегорает и разрывает электрическую цепь, отключая защищаемый участок от остальной части электроустановки. В электроустановках нап­ряжением до 1000 В широко применяются предохранители ПР (рисунок 5.1) и ПН (рисунок 5.2).

Предохранитель ПР состоит из контактных стоек и закрытого разборного патрона, внутри которого располагается плавкая встав­ка. Чтобы избежать выпадения предохранителя при электродинами­ческих усилиях, возникающих в защищаемой электрической цепи при коротком замыкании, в контактах обеспечиваются необходи­мые нажимы за счет пружинящих свойств материала скобы контакт­ных стоек (в предохранителях 15-60 А), стальной кольцевой или пластинчатой пружины (в предохранителях на 100-350 А) и специ­ального зажима с рукояткой, установленного на контактной стойке.

Патрон предохранителя ПР представляет собой фибровую труб­ку с толщиной стенок 3-6 мм, на концах которой накручены ла­тунные втулки с прорезями для плавкой вставки. На втулку наде­ты латунные колпачки, которые служат контактами в предохра­нителях на номинальные токи до 60 А. В предохранителях на 100-1000 А контактами являются медные ножи.

Плавкие вставки представляют собой пластины, имеющие один или несколько участков сужения. При перегрузках плавкая встав­ка перегорает на одном участке сужения, а при коротком замыка­нии — на нескольких одновременно.

Плавкие вставки изготавливают из листового цинка марки ЦО или ЦН штамповкой. При плавлении вставки пары цинка ускоряют процесс рекомбинации ионов, благодаря чему улучшаются ус­ловия деионизации дугового пространства. А это содействует быстрому гашению электрической дуги в патроне. Отсутствие в патроне заполнителя ухудшает условия гашения дуги. Более со­вершенными по конструкции и характеристикам являются пре­дохранители ПН, которые состоят из фарфорового патрона (квадратного снаружи и круглого внутри) и плавкой вставки, приварен­ной к шайбам контактных ножей. Эти ножи, выступающие из пат­рона, фиксируются прорезями в крышках, прикрепленных к тор­цам патрона винтами. Патрон заполняется сухим кварцевым пес­ком. Для предохранения песка от увлажнения патрон герметизи­руется прокладкой (между крышкой и патроном) из листового ас­беста толщиной 0,8-1 мм.

Плавкая вставка предохранителя ПН представляет собой одну или несколько ленточек из меди толщиной 0,15-0,35 мм, шириной до 4 мм, с просечками длиной 6-12 мм. При использовании плавкой вставки, состоящей из нескольких параллельных ленточек, умень­шается ее общее сечение при заданном номинальном токе, а следова­тельно, и количество паров металла в патроне при ее перегорании. Это облегчает гашение дуги в патроне, так как при перегорании лен­точек плавкой вставки создается одновременно несколько парал­лельных дуг, что способствует интенсивному рассеиванию энергии.

Для обеспечения быстрого плавления вставки предохранителя и повышения его защитного действия при малых перегрузках на лен­точки вставки напаивают оловянные шарики диаметром 0,5-2 мм. Эти шарики позволяют использовать так называемый металлурги­ческий эффект. Сущность его заключается в том, что при нагрева­нии вставки оловянный шарик с более низкой температурой плав­ления расплавляется раньше, чем вставка, и, проникая в нее, обра­зует сплав металла, который по сравнению с исходным материалом обладает большим электрическим сопротивлением. При токах пе­регрузки вставка перегорает в месте напайки оловянного шарика.

Предохранители ПР и ПН характеризуются токоограничивающей способностью, так как плавкая вставка в них перегорает раньше, чем ток короткого замыкания успеет достигнуть устойчивого значения.

В ремонтных мастерских можно изготовить плавкую вставку из калиброванной проволоки, т. е. проволоки из легкоплавких ме­таллов или сплавов, имеющей конкретный диаметр и рассчитан­ной на определенный ток (калибровку проволоки проводят на спе­циальном стенде).