Назначение и принцип работы предохранителей высокого напряжения такие же, как и предохранителей низкого напряжения. Основная трудность при создании предохранителей высокого напряжения связана с гашением дуги. В современных конструкциях применяется главным образом гашение в узких каналах при высоком давлении газов (предохранители с мелкозернистым наполнителем) и гашение с помощью автогазового или жидкостного дутья.
Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий ПК и ПКТ выполняются на напряжения 3; 6,3; 10 и 35 кВ и номинальные токи 400, 300, 200 и 40 А соответственно. Наибольшая отключающая способность у силовых предохранителей составляет 200 MB А. У предохранителей серии ПКТ на малые токи, используемых для защиты цепей измерительных трансформаторов напряжения, она достигает 1000 MB • А и более. Такая высокая отключающая способность обеспечивается благодаря токоограничивающему эффекту. Полное время отключения силовыми предохранителями тока короткого замыкания — 0,005...0,007 с. Предохранители предназначены для внутренней и наружной установки.
Предохранитель серии ПК (рис. 0) состоит из контактных стоек /, укрепленных с помощью изоляторов 2 на стальном основании 3, и патрона 4. Патрон (рис. 1) имеет изоляционный корпус 3, армированный по концам латунными колпаками 2 и герметично закрытый с обеих сторон крышками /. Внутри патрона размещается плавкая вставка. Весь объем заполнен кварцевым песком 5. О срабатывании предохранителя сигнализирует якорь 7, который после перегорания удерживающей его стальной указательной вставки 6 выталкивается специальной пружиной.
В предохранителях на малые токи плавкая вставка выполняется в виде тонких проволок, намотанных на керамический сердечник 4 (рис. 1, а). В предохранителях на большие токи используется плавкая вставка в виде отдельных спирально свитых проволок (рис. 1, б). Проволоки могут быть медными, посеребренными либо константановыми. Такая конструкция обусловлена стремлением разместить достаточно длинную вставку в патроне ограниченной длины. Согласно исследованиям длина плавкой вставки (в миллиметрах) для этих предохранителей / = 160 + 70 Uном, где Uном — номинальное напряжение, кВ.
Для снижения температуры предохранителя при небольших перегрузках на места скрутки проволок плавких вставок напаивают оловянные шарики. В предохранителях на токи 7,5 А и ниже для ограничения перенапряжений вставки выполняют с переменным сечением. Разное время перегорания отдельных участков приводит к снижению перенапряжений при отключении.
Рис. 0. Общий вид предохранителя серии ПК:
1 — стойка; 2 — изолятор; 3 — основание; 4 — патрон
Предохранители с автогазовым, газовым и жидкостным гашением дуги выполняются с короткой плавкой вставкой, которая состоит из медной (токоведущей) и стальной (удерживающей) частей. После расплавления (перегорания) вставки (сначала медной, а затем стальной частей) дуговой промежуток удлиняется с помощью пружин или давления образующихся газов. Дуга втягивается в дугогасящую или газогенерирующую среду и под действием газового или жидкостного дутья гаснет.
Рис. 1. Патроны предохранителей серии ПК:
а — с плавкой вставкой на керамическом сердечнике; б— с плавкой вставкой в виде спиральных проволок; 1 — крышки; 2 — колпаки; 3 — корпуса; 4 — керамический сердечник; 5 — кварцевый песок; 6 — указательные вставки; 7— якори указателей; 8 — положение указателя после срабатывания; 9 — стойка; 10 — оловянные шарики
В стреляющем предохранителе типа ПСН (рис. 2) вытягивание гибкой связи 2 из патрона осуществляется пружиной ножа, связанного с контактным наконечником 1. Дуга, втянутая в газогенерирующую трубку 3, резко повышает давление в ней и создает весьма интенсивное продольное автодутье. В итоге гибкая связь окончательно выбрасывается из патрона, дуга энергично гасится. Гашение сопровождается выбросом раскаленных газов, световым и звуковым эффектами.
В предохранителе с жидкостным гашением дуги (рис. 3) пружина 6, растягивая дуговой промежуток, тянет поршень 4 и проталкивает через отверстие 5 жидкость, заполняющую весь объем под поршнем. Создаваемое интенсивное продольное дутье надежно гасит дугу.
Рис. 2. Предохранитель с автогазовым гашением дуги: 1 — наконечник; 2 — проводник; 3 — трубка; 4 — колпак; 5,6— плавкие вставки
Рис. 3. Предохранитель с жидкостным гашением дуги:
1 — гибкая связь; 2 — удерживающая часть; 3 — медная вставка; 4 — поршень; 5 - отверстие; 6 — пружина
Автогазовое и жидкостное гашения позволяют создать предохранители на напряжения 110... 220 кВ с отключающей способностью до 1500 MB-А.
