Аппараты распределительных устройств низкого напряжения - Предохранители высокой разрывной способности с закрытым патроном без наполнителя

6-9. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ВЫСОКОЙ РАЗРЫВНОЙ СПОСОБНОСТИ С ЗАКРЫТЫМ ПАТРОНОМ БЕЗ НАПОЛНИТЕЛЯ

Главный недостаток предохранителей с наполнителем — необходимость иметь запасы наполнителя в эксплуатации и сравнительная длительность процесса перезарядки. Этих недостатков нет у предохранителей серии ПР-2 [Л. 6-26 и 6-29]. Они изготовляются на номинальные постоянный и переменный токи 15, 60, 100, 200, 350, 600, 1 000 а при напряжении 220 в (короткие)

Рис. 6-6. Патрон предохранителя ПР-2 на 100 а, 380 е.

и 500 в (длинные). На напряжение 380 в переменного тока применяются как короткие, так и длинные предохранители. Первые имеют меньшую разрывную способность, чем вторые.

Патрон предохранителя ПР-2 на токи 100 а и выше (рис. 6-6) состоит из толстостенной фибровой трубки 1, на концах которой плотно насажены латунные втулки 2, скрепленные с нею двумя рядами заклепок. Втулки охватывают трубку для предотвращения разрыва ее. На втулках навинчены колпаки 3, которые закрепляют плавкую вставку 4, привинченную к ножам 5 до установки ее в патрон. Патроны предохранителей на токи 15 и 60 а отличаются от описанных выше тем, что у них нет контактных ножей, а ток от пружинных контактных стоек подводится к плавкой вставке через колпачки, которые при завинчивании создают контакт со вставкой.

Вставка сделана из листового цинка. Она имеет два перешейка при коротких патронах и четыре — при длинных. Медные вставки без растворителя применять в патронах с фибровыми трубками нельзя, так как патроны будут перегорать при токах, близких к пограничным. Возможно для этих патронов сконструировать медные вставки с перешейками и растворителем. При свинцовых вставках в патронах будет чрезмерное давление.

Гашение дуги при малых токах в предохранителях ПР-2 вследствие отсутствия наполнителя не создает больших осложнений. Условия гашения здесь не хуже, чем при свободной дуге в воздухе. Гашению способствует, выделение газов фибровой трубкой, которые, вторгаясь в ствол дуги, деионизируют его, а также создают повышенное давление в патроне. При больших токах давление достигает значительной величины (до 150 ати). В этом случае нет опасности появления затяжной дуги. Главная опасность — разрыв патрона. По исследованиям О. Б. Брона [ Л. 2-3] максимальное давление внутри патрона на токи свыше 100 а при отключении тока короткого замыкания может быть определено по опытной формуле

(6-4)

где Р — давление, кГ/см²;

V — внутренний объем патрона, см³;

L — индуктивность цепи, гн;

гс •—ток в момент появления дуги.

Формула справедлива только при примененных в патроне ПР-2 цинковых вставок с перешейками. Для других материалов, размеров или форм патронов и вставок коэффициент в формуле (6-4) может иметь другое значение. Так как разрывная способность предохранителя определяется прочностью патрона, а электрические испытания требуют много времени, для текущего контроля качества продукции и быстрой проверки разных вариантов конструкции предложено испытывать патрон, нагнетая внутрь жидкость [Л. 6-27]. Опытным путем установлено, что если давление жидкости, поднимаемое со скоростью 400 ати/сек, не приводит к разрыву патрона при величинах давления, больших, чем давление газа

при отключении тока, то патрон не разорвется и при отключении тока. Испытание патрона на разрыв растяжением его осевыми усилиями дает неправильные результаты.

Главная задача при конструировании заключается в создании достаточно прочных патронов. Для снижения давления надо увеличивать объем патронов, однако это ведет к увеличению габаритных размеров предохранителей. Патроны предохранителей ПР-2 имеют внутренний объем, указанный в табл. 6-2.

Таблица 6-2 Внутренний объем патрона серии ПР-2

Для снижения давления надо уменьшить сечение перешейков; это уменьшает ток в момент образования дуги и снижает добавочное давление от испарившегося металла. При данном пограничном токе перешеек может быть сделан тем меньшего сечения, чем он короче. Не следует делать перешейки короче 1,5 мм во избежание снижения токоограничивающего действия. По-видимому, рациональный путь развития конструкции — выполнение прочной негазогенерирующей оболочки и добавление газогенерирующей вставки, что позволит лучше выбрать материалы, обеспечивающие гашение дуги и прочность патрона при больших токах.

Размеры наименьшего сечения вставки и технические характеристики предохранителей серии ПР-2 приведены в приложении П-6.

Патроны ПР-2 легко перезаряжать, но они значительно дороже, более трудоемки и материалоемки, чем Патроны насыпных предохранителей. При одинаковой разрывной способности они получаются больших габаритных размеров, чем насыпные. Их практически нельзя изготовить на ту же предельную разрывную способность (80 кА действующего значения симметричной составляющей), на которую делаются насыпные предохранители. Предохранители ПР-2 применяются в установках, где трудно достать запасной наполнитель и где надо быстро перезаряжать патрон.

Существуют предохранители, у которых патроны выполнены из медной трубки [Л. 6-15]). Медная плавкая вставка изолирована от трубы пластмассой. Предохранители припаиваются к кабелям и имеют вид кабельного наконечника. Они служат для защиты замкнутых кабельных сетей.