6-6. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ПРЕДОХРАНИТЕЛЯХ С НАПОЛНИТЕЛЕМ
Перенапряжение возникает только при достаточно больших плотностях тока, когда плавкая вставка перегорает сразу в нескольких местах (§ 6-2). Оно не зависит от рода тока и материала вставки, а зависит от величины тока в момент появления дуги, индуктивности цепи, длины и сечения вставки и свойств наполнителя.
Причиной перенапряжения является индуктивность цепи. Если электромагнитная энергия контура мала, то гок существенно уменьшается (или прекращается) до образования дуги на всей длине участка постоянного сечения. В этом случае перенапряжение тем больше, чем больше индуктивность (примерно пропорционально ее величине) и не зависит от длины вставки. Если электромагнитная энергия контура велика, то при прочих равных условиях перенапряжение не зависит от индуктивности и напряжения цепи.
Так как при быстродействующих предохранителях увеличение индуктивности может снизить ток к моменту появления дуги из-за снижения скорости его нарастания, то перенапряжение даже может уменьшиться с увеличением индуктивности.
В обычных условиях, когда коэффициент мощности не выше 0,4 (или постоянная времени не менее 5 — 10 мсек), электромагнитной энергии достаточно для образования максимальной величины перенапряжения. Например, при медной вставке диаметром 0,56 мм, напряжении 240 в постоянного тока, активном сопротивлении 0,24 Ом и постоянной времени 5,5 мсек электромагнитной энергии достаточно для образования дуги на длине 300 мм [Л. 6-3] и только при снижении постоянной времени до 1,6 мсек (за счет индуктивности) ее не хватает для длин, больших 100 мм. В указанном выше случае (при достаточной индуктивности) при кварцевом наполнителе с зернами размером 0,3 — 0,4 мм перенапряжение равно 260 в на сантиметр длины вставки. По данным А. М. Мелькумова при вставке диаметром 1,45 мм,
напряжении цепи 550 в и действующем значении симметричной составляющей тока 11 кА пик напряжения равен 140 в на сантиметр длины вставки [ Л. 6-8].
Перенапряжение возрастает с ростом плотности тока в момент образования дуги (рис. 6-1) [Л. 6-3].
Размеры зерен наполнителя также оказывают влияние на величину перенапряжения. При параметрах цепи и вставки, указанных на рис. 6-1, и активном сопротивлении 0,24 Ом максимальный пик напряжения был при размерах зерна 0,25 мм (1450 в у вставки диаметром 0,56 мм). Он снижался до 600 в как при увеличении размера зерен до 3 мм, так и при уменьшении его до 0,005 мм.
Для борьбы с чрезмерным перенапряжением выполняют вставки с двумя сечениями. При этом появляются два пика перенапряжения: один — при сгорании участков малого сечения, другой — при сгорании участков большого селения. Это не снижая надежности гашения, может уменьшить перенапряжение раза в 1,5. Максимум перенапряжения при этом получается не при максимуме тока, как при вставках постоянного сечения, а несколько позднее, примерно через 0,5 мсек [Л. 6-9].
