§ 39. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
Устройство и принцип действия. Предохранители предназначены для защиты участков судовой сети при КЗ и перегрузках. Плавкие предохранители имеют ограниченную разрывную способность и не обеспечивают защиту при малых перегрузках, а также требуют длительного времени на замену плавкой вставки. Эти недостатки привели к замене предохранителей установочными автоматами.
В судовых электрических установках применяют трубчатые предохранители ПР и пробочные ПД.
Трубчатые предохранители изготовляют на номинальные токи 15, 60, 100, 200, 350, 600 и 1000 А.
Рис. 77. Трубчатый плавкий предохранитель
Трубчатый плавкий предохранитель (рис. 77) состоит из патрона, установленного на двух контактных стойках и плавкой вставки. Стойки состоят из основания и пружинящего гнезда. На концах толстостенной фибровой трубки 1 плотно насажены латунные втулки 2. На втулки навинчены обоймы 3, зажимающие плавкую вставку 1, привинченную к ножам 4.
Плавкая вставка представляет собой штампованную цинковую пластину, суженную в нескольких местах. В зависимости от длины патрона вставка имеет два или четыре перешейка.
Ток нагрузки, протекая через плавкую вставку, нагревает ее по длине неравномерно. Наибольшее количество тепла выделяется в узкой части вставки, обладающей наибольшим электрическим сопротивлением. В режимах КЗ и значительных перегрузок выделенное тепло не успевает отводиться от суженных частей, и вставка в этих местах плавится. Высокая температура электрической дуги в момент расплавления плавкой вставки вызывает быстрое повышение давления внутри закрытого с обеих сторон патрона трубки.
Для подключения внешних проводов предохранители выполняют с передним, задним и комбинированным присоединением.
При больших кратностях токов КЗ предохранители серии ПР мгновенно отключают поврежденные участки сети (в течение нескольких тысячных долей секунды) до того, как ток КЗ достигнет максимального значения. В предохранителях, рассчитанных на ток свыше 60 А, патроны снабжены пластмассовыми рукоятками для извлечения из контактных стоек при замене плавких вставок. Для извлечения патронов из контактных стоек имеются специальные клещи.
На судах применяют преимущественно предохранители ПР-2 с запирающим устройством на ток 15—1000 А. Их делят в зависимости от номинального напряжения на габарит I (220 В) и габарит II (500 В).
Предохранители габарита I оснащены короткими трубками (при напряжении 500 В — длинными). Они могут быть использованы при напряжении 380 В, но разрывная способность их при этом снижается.
номинальные токи предохранителей и плавких вставок, а так-- же предельные отключаемые токи предохранителей ПР-2 приведены в табл. 21.
Плавкие предохранители обеспечивают защиту от длительных и значительных перегрузок. Известно, что количество тепла, выделяющегося в плавкой вставке, пропорционально квадрату тока, протекающего через нее. Следовательно, при большем количестве тепла вставка быстрее плавится. Время плавления вставки имеет обратную зависимость от протекающего тока (рис. 78). Обычно кривые, показанные на рисунке, приводятся для каждой плавкой вставки данного типа предохранителя.
Зона разброса токовременных характеристик предохранителей, обусловленная производственными допусками, приводит к необходимости выбора сечений плавких вставок с запасом. Предохранитель при малых токах перегрузки не обеспечивает надежной защиты судовых сетей. При значительных кратностях токов КЗ предохранители мгновенно отключают поврежденные участки сети. По скорости срабатывания они удовлетворяют требованиям, предъявляемым к аппаратам защиты.
Пробочные предохранители изготовляют на токи 6—600 А с поминальным напряжением 350 В постоянного тока и 380 В-— переменного.
Предохранитель ПД на ток 15 А (рис. 79) состоит из плавкой вставки 5, фарфоровой трубки 4, стеатитовой головки 3, зажима 7 подключения внешних проводов и резьбового зажима 6, контактной фарфоровой гильзы 8, пружины указателя 2 и смотрового стекла 1.
Плавкая вставка, состоящая из одной или нескольких серебряных проволок (в зависимости от номинального тока предохранителя), размещается в сменной фарфоровой трубке с кварцевым песком. Для замены трубки после сгорания плавкой вставки следует отвинтить стеатитовую головку.
Помимо серебряных проволок, внутри фарфоровой трубки находится контактная проволока, один конец которой припаивают к нижнему контакту, а второй пропускают через отверстие в верхнем контакте и припаивают к металлическому контактному глазку (расположенному в наружном углублении верхнего контакта).
Рис. 78. Токовременная характеристика плавкой вставки на ток 200 А предохранителя ПР
Рис. 79. Плавкий предохранитель ПД
При КЗ сначала перегорают серебряные проволоки, затем — шунтирующая их контрольная контактная проволока. При сгорании проволоки освобождается пружина указателя, положение которого видно через стекло.
Контактные фарфоровые гильзы предотвращают возможность установки фарфоровой трубки с плавкой вставкой, рассчитанной на номинальную силу тока и не соответствующей данному типу предохранителя. Для предотвращения самоотвинчивания при вибрациях и трясках на головках предохранителя имеются насечки.
Технические данные предохранителей ПД приведены в табл. 22.
Обслуживание. Расплавленные плавкие вставки заменяют только при отключенной цепи. Для предохранителей, рассчитанных на ток до 60 А, плавкие вставки, подключенные к питающим шинам щитов без коммутационных аппаратов, можно в особых случаях заменять под напряжением при соблюдении правил безопасности труда. Трубчатые предохранители без рукояток устанавливают при помощи специальных клещей с изолированными рукоятками.
Нельзя допускать отключения на распределительных устройствах цепей с предохранителями до отключения их автоматом или неавтоматическим выключателем. Предохранитель следует заряжать только штатными плавкими вставками с заводским клеймом.
В процессе перезарядки внутреннюю поверхность трубки, а также поверхности ножей или колпаков очищают ветошью от нагара, грязи и окислов.
Примечание. Разрывные способности определяются значением ударного тока КЗ при постоянном токе напряжением до 350 В н переменном трехфазном токе — до 380 В.
Контактные стойки предохранителей устанавливают строго по одной оси перпендикулярно панели распределительного щита, При неплотности и неравномерности прилегания стоек или губок дефект исправляют на месте. Плотность прилегания ножей к губкам стойки проверяют щупом толщиной 0,05 мм: если щуп проходит не более чем на одну треть максимально возможной ширины прилегания ножа к стойке, то плотность прилегания считается допустимой. В случае потери упругости контактные стойки заменяют.
Трубчатые предохранители рекомендуется устанавливать на вертикальных плоскостях, а пробочные — на наклонных и горизонтальных. Нужно систематически следить за правильностью затяжки плавких вставок пробочных предохранителей и подвертывать при необходимости головки. Во избежание перегрева необходимо тщательно присоединять подходящие монтажные провода или шины к зажимам предохранителей. В пробочных предохранителях нельзя применять металлические прокладки под патрон, когда он не достает до контактного винта на дне основания.
При обслуживании СЭУ необходимо строго следить за тем, чтобы ток плавкой вставки соответствовал указанному в схеме (в целях обеспечения пожарной безопасности при КЗ в судовых сетях).
