Предохранители высокого напряжения

В распределительных сетях 6 – 10 кВ широко применяют плавкие предохранители типа ПК (предохранитель кварцевый). Они используются для защиты силовых трансформаторов, трансформаторов напряжения и линий, а также в различных автоматических устройствах.

Предохранители ПК служат для защиты силовых цепей и имеют отключающую способность свыше 200 МВА. Предохранители ПКТ используются только для защиты трансформаторов напряжения. Оба типа предохранителей предназначены для внутренней установки в непожароопасных, непыльных и не сырых помещениях, при отсутствии сильных вибраций здания.

При выпуске с завода предохранители маркируются по типу, напряжению и номинальному току. Например, марка ПК-10-75 означает предохранитель с кварцевым заполнением на номинальное напряжение 10 кВ и номинальный ток 75 А. Предохранители для защиты трансформаторов напряжения маркируют. Только по типу и напряжению. Например, марка ПКТ-10 означает предохранитель с кварцевым заполнением для защиты трансформатора напряжения 10 кВ.

Предохранители ПК можно применять только в сетях с номинальным напряжением, соответствующим номинальному напряжению предохранителя. Предохранители, маркированные на напряжение 6 кВ, нельзя использовать в сети напряжением 10 кВ и наоборот. Это обстоятельство определяется конструктивными особенностями плавких вставок, которые имеют различную длину в зависимости от номинального напряжения предохранителя. При использовании предохранителей 6 кВ в сети 10 кВ может наблюдаться отказ в гашении электрической дуги вследствие недостаточной длины плавкой вставки.

Шкала номинальных токов плавких вставок предохранителей типа ПК содержит токи 2 – 3 – 5 – 7 и 5 – 10 – 15 – 20 – 30 – 40 – 50 – 75 – 100 – 200 – 300 А. Наибольшие номинальные токи патронов предохранителей напряжением 10 кВ составляют 30 – 50 – 100 – 200 А.

Рис.4 - Патрон предохранителя ПК

1 – крышка; 2 – кварцевый песок; 3 – плавкая вставка; 4 – фарфоровая трубка; 5 – указатель срабатывания

Предохранитель с кварцевым заполнением состоит из двух опорных изоляторов, контактов, укрепленных на изоляторах, и патрона, вставляемого в контакты. Разрез патрона предохранителя ПК-6-10 кВ для номинальных токов выше 7,5 А дан на рис.4. Фарфоровый кожух заполнен чистым кварцевым песком. Внутри кожуха находится плавкая вставка, изготовленная из одной или нескольких медных посеребрённых проволок. Каждая проволока имеет ступени различных диаметров. Плавкие вставки для предохранителей ПК на токи до 7,5 А и предохранителей ПКТ наматываются на ребристый керамический сердечник; для ПК на токи выше 7,5 А вставки имеют вид спиралей, помещенных непосредственно в кожух. В месте скрутки проволок разных диаметров напаиваются шарики из олова для создания металлургического эффекта. Применение проволок различного диаметра по длине необходимо для снижения перенапряжений, возникающих на предохранителях при перегорании вставок.

Применение плавкой вставки из нескольких параллельных проволок, свободно размещенных в патроне, приводит к увеличению теплоотдачи, благодаря чему общее сечение вставки по сравнению с сечением одной вставки уменьшается. Кроме того, применение проволок с малым сечением уменьшает объем паров в электрической дуге, расщепляет ее на части и облегчает ее гашение. Отметим, что гашение дуги в предохранителях с кварцевым песком основано на интенсивной деионизации ее в узких щелях между песчинками наполнителя.Герметизация патрона осуществляется двумя колпачками с крышками, устанавливаемыми по концам

фарфорового кожуха. Крышки припаиваются к колпачкам, в результате чего патрон предохранителя допускает многократную перезарядку. Предохранители ПК имеют указатель срабатывания (рис.4). На нижней крышке патрона закреплена металлическая втулка. Во втулку вставлена пружина, закрепленная у основания. На свободном конце пружины находится указатель. Стальная проволока посредством укрепленной на ней обоймы и крючка указателя держит в сжатом состоянии. При перегорании вставки и стальной проволоки пружина освобождается и указатель, выходя из втулки, сигнализирует о срабатывании предохранителя.

Контакты предохранителя изготовляются из двух латунных губок, охваченных стальной пружинящей скобой и приклепанных к выводным пластинам. Имеются ограничители, облегчающие установку патрона в правильное положение и препятствующие выскальзыванию его из контактов. Контакты предохранителей на токи свыше 20 А снабжены замком в виде откидывающейся пружинящей скобы, предотвращающей выпадение патрона от действия электродинамических сил при прохождении токов к. з.

Наибольшее применение предохранители ПК получили для защиты силовых трансформаторов. Они предназначаются только для защиты от повреждений внутри трансформатора и от к. з. на стороне напряжения 6— 10 кВ. Защита трансформатора от перегрузки осуществляется на стороне напряжения 0,38 кВ.