Файл: Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие.pdf

зомкнутый блок-контакт замыкается и шунтирует кнопку «Вкл.», при этом цепи удерживающей катушки и пускателя остаются замк­ нутыми и при отпускании кнопки «Вкл.» Для отключения пускате­ ля достаточно нажать на кнопку «Откл.».

Встроенные двухполюсные тепловые реле защищают двигатель от токов перегрузки. В их конструкции предусмотрены биметалли­ ческие пластины, которые нагреваются током, проходящим по нихромовым нагревательным элементам 1 , включенным последователь­ но в первую и третью фазы двигателя. Пластины выполнены из двух металлов с различными коэффициентами линейного расшире­ ния. При достаточном нагреве (при протекании через нагреватель­ ные элементы токов перегрузки двигателя) пластины изгибаются в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения, при этом размыкается контакт 3 в цепи удерживающей катушки, и магнитный пускатель отключает двигатель. Наличие двух нагре­ вательных элементов, включенных в две различные фазы двигате­ ля, обеспечивает срабатывание реле при режиме как симметрич­ ной, так и несимметричной его перегрузки. Действительно, если одна из фаз двигателя окажется по какой-либо причине отключен­ ной, то в некоторых случаях он может продолжать работу на двух фазах, которые, однако, будут опасно перегружены. Так как тепло­ вых реле два, то даже при отключении фазы, имеющей тепловое реле, оставшееся в работе реле другой фазы, обеспечит отключение контактора, который прервет работу двигателя. В связи с тем, что продолжительность действия тепловых реле при коротких замыка­ ниях оказывается слишком длительной для своевременного отклю­ чения двигателя, для его защиты последовательно с магнитным пускателем включают автомат или плавкие предохранители.

§ 22. ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Плавкие предохранители— наиболее простые аппараты, предо­ храняющие электрические установки, и их элементы от перегрузок и токов короткого замыкания. Основными элементами плавкого предохранителя являются: патрон или корпус, плавкая вставка, закрепленная в патроне, контактное устройство. Многие предохра­ нители снабжены также устройствами для гашения дуги, возника­ ющей при расплавлении вставки. Включенный в защищаемую цепь предохранитель должен при нормальном режиме работать неогра­ ниченно долго. Если же в цепи возникает перегрузка или корот­ кое замыкание, то при увеличении тока плавкая вставка нагрева­ ется и расплавляется, в результате происходит отключение защи­ щаемой цепи. Продолжительность плавления вставки зависит от плавящего тока и с увеличением его уменьшается.

Предохранители по конструкции разнообразны. Наиболее про­ стые из них — для установок напряжением до 1000 В — пластинча­ тые и пробочные. На рис. 55 показан пластинчатый предохранитель с открытой плавкой вставкой. Предохранитель смонтирован на изо­ ляционной плите вместе с вставками и контактами, служащими для

включения предохранителя в защищаемую цепь. Вставки вы­ полнены в виде заменяемых пластин. Они могут быть изготовлены из меди, серебра, цинка, свинца или их сплавов. Если ток, плавя­ щий медную вставку, принять за 1 0 0 %, то токи, плавящие вставки того же сечения из других металлов, будут примерно равны: для серебра — 50%, для цинка— 16%, для свинца— 13,5%. При их рас­ плавлении образуется открытая дуга, брызги расплавленного ме­ талла вместе с ионизированными раскаленными газами разлета­ ются от предохранителя во все стороны, что создает опасность для обслуживающего персонала и может повредить электрооборудова-

вставка

ние установки. Такого рода предохранители применялись ранее в установках напряжением преимущественно до 500 В. В настоящее время в новых установках такие пластинчатые предохранители не используются.

Пробочные предохранители широко применяются для защиты осветительных установок и электродвигателей небольшой мощно­ сти при напряжении до 380 В. Они выпускаются: а) с малой резь­ бой на 4—10 А и 250 В; б) с нормальной резьбой на 6—25 А до 500 В; в) с крупной резьбой на 15—60 А до 500 В. Преимущество этих предохранителей состоит в том, что плавкую вставку заменяют при вывинченной пробке, причем при ее вывинчивании не возника­ ет опасности прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Трубчатые предохранители с фарфоровой трубкой, внутри кото­ рой находится асбестовая трубка, применялись ранее в установках, рассчитанных на напряжение до 500 В и более, на ток до 400 А и на разрывной ток до 5000 А. В этих предохранителях фарфоровая трубка открыта с обоих концов, а плавкая вставка помещена внутрь трубки и прикреплена винтами к хомутикам, имеющимся на ее кон­ цах. При расплавлении вставки давление нагретого воздуха вну­ три трубки повышается, что вызывает появление продольного дутья, гасящего дугу. Брызги расплавленного металла вставки вы­ летают с обоих концов трубки вместе с раскаленным воздухом, что

100

создает опасность для обслуживающего персонала и рядом рас­ положенного оборудования. Гасительная способность продольного дутья этих предохранителей невелика, поэтому они могут разры­ вать только относительно малые токи короткого замыкания. В на­ стоящее время предохранители с открытыми трубками не выпуска­ ют, хотя они в некоторых случаях еще сохранились в эксплуатации.

предохранителях ПР составляет всего несколько тысячных долей секунды, в результате чего в цепи, защищаемой этими предохрани­ телями, создается эффект токоограничения. Предохранители ПР могут.отключать токи до 23 000 А при напряжении до 380 В. Рабо­ тают они бесшумно, без выброса частиц расплавленного металла, раскаленных газов и пламени. К недостаткам предохранителей этого типа следует отнести их несколько высокую стоимость и не­ обходимость периодически заменять фибровую трубку, которая после двух-трех отключений больших аварийных токов срабаты­ вается.

101

В последние годы для защиты электрических установок посто­ янного и переменного тока широкое распространение нашли предо­ хранители закрытого типа, в которых в качестве наполнителя обыч­ но используется тщательно очищенный и просеянный кварцевый песок. В таких предохранителях плавкая вставка находится в квар­ цевом песке, заполняющем фарфоровую трубку (патрон) предохра­ нителя. При расплавлении вставки и возникновении дуги последняя горит в узком канале, оставшемся от расплавившейся и испарив­ шейся вставки. Пары от расплавления проникают в окружающий кварц и им адсорбируются (поглощаются). Вследствие поглощения паров металла вставки сопротивление дуги увеличивается, а в результате непосредственного контакта с кварцем она интенсивно охлаждается, что приводит к быстрой ее деионизации и гашению. Продолжительность горения дуги — тысячные доли секунды, что делает эти предохранители, как и предохранители ПР, токоограни­ чивающими.

Плавкие вставки кварцевых предохранителей изготавливают из

расположенных вставок. На вставки посередине накладывают оло­ вянные шарики, обеспечивающие так называемый «металлургиче­ ский эффект», который заключается в том, что при нагреве вставки до температуры значительно меньшей, чем температура плавления меди, она в месте соединения ее с расплавившимся оловянным шариком как бы растворяется в олове и перегорает. В результате предупреждается перегрев патрона, который мог бы произойти вследствие высокой температуры плавления медной вставки.

Применение вставок из металлов, обладающих низкой темпера­ турой плавления, например из свинца, привело бы к необходимо­ сти увеличивать сечение вставки вследствие плохой электропровод­ ности этих металлов и ухудшило бы условия гашения дуги.

В настоящее время выпускают предохранители типов НПН и НПР. Предохранители НПН выполнены с неразборными патрона­ ми и рассчитаны на номинальные токи 15—60А. При сгорании плав­ кой вставки патроны заменяют. Патроны выполняют герметизиро­ ванными.

Предохранители НПР имеют разборный патрон, они рассчитаны на номинальные токи 100—350 А при напряжении до 660 В. На рис. 58 показаны патроны кварцевого предохранителя высокого на­ пряжения типа ПК на номинальный ток 7,5 А (рис. 58, а) и 10 А (рис. 58, б). Такие предохранители предназначены для защиты си­ ловых цепей напряжением не более 35 кВ при номинальном токе до 400 А с предельной отключаемой мощностью 200 000 кВА. Для защиты силовых трансформаторов напряжением не более 35 кВ вы­ пускают предохранители ПКТ, предельная мощность отключения которых 1 млн. кВА и более.

В заключение остановимся на терминах, относящихся к плав­ ким предохранителям, и на выборе тока плавкой вставки для защи­ ты асинхронных короткозамкнутых двигателей и линий.

102