Техническое описание предохранителей ПКТ и ПKH

Назначение предохранителей
Предохранители — это устройства, предназначенные для защиты от перегрузок и коротких замыканий отдельных электрических установок и участков сети. Их действие основано на расплавлении плавкой вставки, нагреваемой протекающим через нее током. После устранения причины отключения плавкая вставка должна быть заменена на новую.
Для защиты измерительных трансформаторов от токов к. з. применяют предохранители ПКТ, которые отличаются от предохранителей ПК наличием плавких вставок из константановой проволоки, намотанной на фарфоровый сердечник, и отсутствием указателей срабатывания, поэтому о перегорании вставок узнают по показаниям приборов, включенных во вторичную цепь трансформатора.

Технические характеристики

Кварцевые предохранители с мелкозернистым наполнителем серии ПК выпускают для внутренней установки на напряжения от 3 до 35 кВ и номинальные токи от 40 до 400 А.
Показателями, характеризующими предохранители, являются зависимость времени перегорания плавкой вставки от проходящего через нее тока, а также предельный ток отключения, в качестве которого принят наибольший ток, отключаемый предохранителем без повреждений, препятствующих его нормальной работе.
Техническая характеристика и размеры предохранителей ПКТ и ПKH приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Техническая характеристика и размеры предохранителей ПКТ и ПKH
Номинальное напряжение, кВ
Наибольший Номинальный ток патрона, А
Наибольшая разрывная мощность, MBА
Масса (с патроном без цоколя), кг
Размеры, мм (рисунок 2)

Устройство и принцип действия

Основными элементами любого предохранителя являются: корпус, плавкая вставка, контактная часть, дугогасительное устройство, дугогасительная среда. Предохранители характеризуются номинальными токами плавкой вставки и номинальным напряжением.
Принцип действия всех предохранителей основан на плавлении калиброванной проволоки при прохождении через нее тока больше номинального. Чем больше кратность проходящего тока по отношению к номинальному, тем меньше время плавления проволоки. Наиболее приемлемым материалом плавкой вставки считают медь, несмотря на ее высокую температуру плавления (1080 °С). Для сокращения времени и снижения температуры, под воздействием которой оказываются элементы предохранителей, на медные плавкие проволоки напаивают оловянный шарик. Он плавится при 232 °С, расплавляя в себе более тугоплавкий металл — медь. Плавкие вставки предохранителей являются их сменной частью.
Плавление плавкой вставки, как правило, сопровождается возникновением дуги. По способу гашения дуги предохранители разделяют на открытые, закрытые и закрытые с кварцевым заполнителем. В открытых предохранителях дуга гаснет в результате увеличения расстояния между электродами, в закрытых — из-за создания большого давления в патроне, куда помещена плавкая вставка, и стремительного потока газов к открытым концам патрона, в закрытых с кварцевым заполнителем — за счет большого местного давления и деионизации дуги, соприкасающейся с поверхностью множества песчинок.
При нормальном режиме, когда теплота, выделяемая током нагрузки в плавкой вставке, передается в окружающую среду, температура всех элементов предохранителя не превышает допустимой. При к. з. и перегрузке температура плавкой вставки возрастает, что приводит к ее расплавлению. Время плавления (срабатывания) плавкой вставки зависит от значения тока и характера его нарастания и обычно определяется время-токовой характеристикой предохранителя. Минимальный ток, при котором предохранитель срабатывает, называют пограничным, а наибольший, отключаемый предохранителем без его повреждения (деформации), — предельным током отключения.
При прохождении через плавкую вставку предохранителя тока, превышающего ее номинальный ток, вставка перегорает и разрывает электрическую цепь, отключая таким образом защищаемый участок от остальной части электроустановки. Предохранители с плавкой вставкой являются конструктивно простыми, но в то же время достаточно надежными и экономичными аппаратами защиты электрических сетей и электроустановок.
Патрон предохранителя ПК (рисунок 1) состоит из фарфоровой трубки 3, армированной латунными колпачками 2. Внутри патрона размещена плавкая вставка 5 из тонкой посеребренной медной проволоки, намотанной в несколько рядов на ребристый керамический сердечник.

Рисунок 1 – Патроны предохранителей ПК с плавкими вставками на керамическом сердечнике (а) и свитыми в спираль (б)

В предохранителях на большие токи применяют несколько спиральных вставок, показанных на рисунок 1, б. Через определенные промежутки по всей длине плавкой вставки напаяны оловянные шарики 8, способствующие уменьшению ее температуры плавления при срабатывании предохранителя. После заполнения патрона кварцевым песком 4 торцевые отверстия герметично закрывают крышками 1. Срабатывание предохранителя определяют по указателю 7, который выбрасывается - пружиной при перегорании вспомогательной проволочки 6, нормально удерживающей пружину в, подтянутом состоянии. Патрон предохранителя ПК вставляется в контакты, укрепленные на опорных изоляторах. В зависимости от номинального тока электроустановки применяют предохранители с одним, двумя или четырьмя патронами.

Рисунок 2 – Кварцевый предохранитель ПКТ:
1 — контактные выводы; 2 — ограничитель; 3 — фарфоровый патрон; 4 — кварцевый песок; 5 — плавкие вставки; 6 — латунные колпачки; 7 — указательные устройства, 8 — контактный держатель; 9 — изолятор

Кварцевый предохранитель ПКТ (рисунок 2) 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 ПКТ (для трансформаторов напряжения) не имеет указателя срабатывания. Его плавкая вставка (из константана) намотана на керамический стержень.