Принцип действия всех предохранителей основан на плавлении калиброванной проволоки (плавкой вставки) при прохождении через нее тока, превышающего номинальный. Чем больше кратность проходящего тока по отношению к номинальному, тем меньше время плавления проволоки. Наиболее пригодным для плавкой вставки материалом считают медь, несмотря на ее высокую температуру плавления (1080 °С). Для сокращения времени и снижения температуры, под действием которой оказываются элементы предохранителей, на медные проволочки напаивают оловянные шарики, которые плавятся при 232 °С, расплавляя более тугоплавкую медь.
Плавление вставки, как правило, сопровождается возникновением дуги. По способу гашения дуги предохранители делятся на открытые, закрытые и закрытые с кварцевым наполнителем. В открытых предохранителях дуга гаснет в результате увеличения расстояния между электродами, в закрытых — из-за большого давления в патроне, куда помещена плавкая вставка, и стремительного потока газов к открытым концам патрона, в закрытых с кварцевым наполнителем — за счет большого давления и деионизации дуги, соприкасающейся с поверхностью кварцевых песчинок.
Предохранители с кварцевым наполнителем обладают наибольшей отключающей способностью, имеют простую конструкцию и поэтому широко применяются в сетях напряжением до 1000 В, а также 6 и 10 кВ. Наиболее распространены предохранители ПКТ, ПКН, ПН, ПР.
Кварцевый предохранитель ПКТ (рис. 5) представляет собой стеклянный или фарфоровый патрон 3 с армированными по концам латунными колпачками 6. Он установлен в контактные держатели 8, которые закреплены на двух фарфоровых изоляторах 9. В патрон помещены засыпанные кварцевым песком 4 и запаянные плавкие вставки 5 (спиральные или намотанные на ребристый керамический стержень). Нижний колпачок предохранителя имеет устройство 7 в виде проволочки, закрепленной в верхнем колпачке и удерживающей в сжатом состоянии пружину, соединенную с цилиндрическим указателем. При перегорании плавкой вставки и проволочки пружина освобождается и выталкивает указатель срабатывания.
Предохранитель ПКН (для трансформаторов напряжения) не имеет указателя срабатывания. Его плавкая вставка (из константана) намотана на керамический стержень.
Предохранитель с наполнителем ПН-2 (рис. 6) имеет плавкую вставку с напаянными оловянными шариками. Разборные предохранители ПР-2 (рис. 7) выпускаются на токи до 1000 А с изоляцией, рассчитанной на напряжение 2000 В.
Предохранители ремонтируют обычно одновременно с остальным оборудованием подстанции и при выявлении дефектов, требующих их устранения. Плановый ремонт начинается с очистки от пыли и грязи опорных изоляторов с контактами и патрона. Затем путем внешнего осмотра проверяют целость фарфоровой изоляции и армировки латунных колпачков на торцах патронов. Треснутые опорные изоляторы и патроны заменяют, а нарушенную армировку восстанавливают.
Рис. 5. Кварцевый предохранитель ПКТ:
1 — контактные выводы; 2 — ограничитель; 3 — фарфоровый патрон; 4 — кварцевый песок; 5 — плавкие вставки; б — латунные колпачки; 7 — указательные устройства; 8 — контактный держатель; 9 — изолятор
Рис. 6. Предохранители с кварцевым наполнителем: а — ПН-2; б — ПП-17; 1 — стальные пружинящие кольца контактов; 2 — металлические крышки; 3 — винт; 4 — фарфоровый патрон; 5, 7, 10 — контактные ножи, болты и стойки; 6 — плавкие вставки; 8 — кварцевый песок; 9 — оловянный шарик (растворитель); 11 — изоляционная плита; 12 — Т-образные выступы; 13 — отверстие для соединительного болта; 14 — сигнализирующее контактное устройство; 15 — указатель срабатывания
Проверяют также плотность соприкосновения контактных поверхностей колпачков или ножей с пружинящими контактами. При необходимости подгибают контактные зажимы и железную скобу. Если медь зажимов в результате перегрева потеряла упругость, контакты заменяют.
Нажимая на цилиндрический указатель срабатывания предохранителя ПКТ, проверяют легкость его движения внутрь патрона. При необходимости предохранитель заменяют.
Кроме того, проверяют качество соединений предохранителей с ошиновкой. Плохой контакт вызывает превышение допустимой температуры контактных зажимов патрона, плавкой вставки и может привести к ошибочному срабатыванию предохранителя. В процессе ремонта необходимо проверить соответствие номинального напряжения и тока предохранителя напряжению и максимально допустимому току перегрузки защищаемой установки или участка сети, так как в противном случае могут быть ошибочные отключения или повреждения защищаемой установки.
Перезарядку предохранителей с кварцевым наполнителем выполняют в ремонтных мастерских в соответствии с заводской инструкцией.
Рис. 7. Предохранитель ПР-2 с патронами на токи:
а — 15 - 60 А; б — 100 - 1000 А; 1 — фибровая трубка; 2 — шайба; 3 — латунные кольца; 4, б — латунные колпачки; 5 — контактный нож; 7 - - болт; 8 — плавкая вставка
