Предохранители являются защитными аппаратами. Они применяются для защиты от токов КЗ и перегрузок как низковольтных так и высоковольтных электрических цепей.
Широкое распространение получили пробочные и трубчатые предохранители напряжением до 1000 В типов ПР-2, ПН-2, НПН (трубчатые) и ПРС (пробочные). Пробочные предохранители применяются для защиты маломощных цепей электрического освещения, отопления, электродвигателей и др.
а — предохранители типа ПР-2; б — типа ПН-2; в — внутреннее устройство ПН-2
Трубчатые предохранители без наполнителя типа ПР-2 (рис. а) являются разборными. Патроны этих предохранителей 5 выполняются из толстостенной фибровой трубки, на концы которой насажены латунные обоймы с резьбой для предотвращения ее разрыва. Резьба служит для завинчивания колпачков 9, обеспечивающих герметизацию предохранителя. Плавкая вставка 6 крепится винтами к контактным ножам 4. У предохранителей на токи До 60 А контактных ножей нет, их заменяют колпачки, которые при завинчивании прижимают плавкую вставку к специальной шайбе, чем обеспечивается ее крепление и хороший контакт. Предохранитель вставляется ножами в контактные стойки 3. Давление в контактном соединении обеспечивается стальными пружинами 2. Болты 1 служат для присоединения проводников. Плавкая вставка б изготовляется из листового цинка, стойкого против коррозии, в виде пластины с вырезами, уменьшающими сечение в определенных местах, где происходит ее перегорание. При появлении электрической дуги фибровая трубка выделяет газы, деионизирующие дугу и создающие в патроне давление, что способствует эффективному гашению дуги.
Предохранители разборные с наполнителем типа ПН-2 предназначаются для защиты цепей напряжением 380 В переменного и 220 В постоянного тока (рис. б). Контактные стойки 3 своими основаниями 1 с зажимами для крепления проводов устанавливаются на изоляционной плите. Предохранитель контактными ножами 4 вставляется в стойки 3. Пружины 2 обеспечивают необходимое контактное нажатие. Выступы 7 служат для снятия предохранителя под напряжением с помощью специальной изоляционной рукоятки 8 с вырезами для захвата выступов 7 предохранителя.
Наполнителем в предохранителя служит кварцевый песок. Он хорошо поглощает тепло, охлаждает газы, в результате чего дуга деионизируется и гасится настолько быстро, что ток не успевает достигнуть максимального значения, которое имело бы место в защищаемой цепи при отсутствии в ней такого предохранителя. Предохранители с наполнителем обладают токоограничивающим свойством и имеют меньшее время отключения цепи, чем трубчатые без наполнителя.
На рис., в показано внутреннее устройство предохранителя ПН-2. Фарфоровая трубка 7, квадратная снаружи и круглая внутри, имеет по углам четыре резьбовые отверстия, в которые ввинчиваются винты 3, крепящие пластинки 4. К этим пластинам винтами 2 присоединены диски 5 с приваренными с одной стороны медными плавкими вставками 6,а с другой — ножами 1. Для увеличения контактного нажатия контактных стоек 8 на ножи служат стальные кольца 9. Плавкая вставка имеет прямоугольную форму с продольными вырезами, уменьшающими ее сечение. В местах сужения напаяны оловянные шарики, которые, расплавляясь, играют роль растворителя меди, имеющей высокую температуру плавления (1080°). При расплавлении плавкой вставки дуга горит в узком канале, образованном ее испарившимся телом, энергично охлаждается кварцевыми песчинками и деионизируется на их поверхности. Перегоревшую плавкую вставку заменяют новой. Использованный кварцевый песок можно оставить, если он не спекся и не отсырел. При сборке предохранителя после замены плавкой вставки необходимо обеспечить герметичность, чтобы в него не мог проникнуть влажный воздух. Предохранитель НП-2 можно перезаряжать многократно.
Насыпные неразборные предохранители типа НПН-2 однократного действия применяются в электрических цепях, где перегрузки и КЗ крайне редки.
В электроустановках напряжением от 6 до 35 кВ нашли применение предохранители типов ПК внутренней и ПКН наружной установки с кварцевым заполнением для защиты силовых цепей; ПКТ — для защиты трансформаторов напряжения внутри помещения и ПКТН — снаружи.
Рис. 2. Предохранитель типа ПК-10
Предохранитель ПК-10 на напряжение 10 кВ (рис. 2) смонтирован на основании 7, к которому крепятся два опорных изолятора 1. На изоляторах закреплены контактные губки 4 с упорами 3. В губках устанавливается фарфоровый или стеклянный патрон 6, фиксируемый замком 5. Зажимы 2 служат для присоединения проводов электрической цепи, в которую включается предохранитель.
Патрон предохранителя 10 (рис. 2, б и в) имеет на концах латунные колпачки 9. Он заполнен чистым кварцевый песком is, который охватывает плавкую вставку 11 из одной или нескольких медных проволок, намотанных на керамическое ребристое основание 14 (для предохранителей на ток до 7,5 А на рис. 24, 6) или выполненных в виде спиралей 12 (для предохранителей на ток выше 7,5 А на рис. 24, в). На спиральные плавкие вставки напаиваются оловянные шарики. При нагреве проволоки до температуры плавления олова (232°С) начинается растворение меди проволок в олове и происходит срабатывание предохранителя, которое фиксируется указателем 16. Указательная спираль 15 перегорает вслед за плавкой вставкой, указатель 16 выталкивается пружиной наружу, сигнализируя о перегорании предохранителя. Крышка 8 герметически запаивается.
Патрон предохранителя ПКТ отличается тем, что имеет плавкую вставку из одной константановой проволоки, намотанной на керамическое основание, и не имеет указателя срабатывания. Перегорание плавкой вставки ПКТ определяется по приборам, подключенным ко вторичной обмотке защищаемого трансформатора напряжения. Благодаря малому сечению плавкой вставки предохранители ПКТ обладают значительным токоограничивающим эффектом и способны отключать токи КЗ в цепях, где мощность КЗ достигает 1000 МВА.
