Характеристики и анкеты См. также «Служебные бумаги» (с.362); «Поиски работы» (с.437)Труднее всего написать положительную рекомендацию человеку, которого очень хорошо знаешь.Фрэнк Хаббард (1868–1930),американский карикатурист и литераторХАРАКТЕРИСТИКА: машинописный портрет в

Высоковольтные предохранители

При напряжении выше 3 кВ и частоте 50 Гц применяются высоковольтные предохранители. К ним предъявляется следующее общее требование: длительность плавления вставки должна быть менее 2 ч при токе перегрузки, равном 2I ном , и более 1 ч при токе перегрузки, равном 1,3I ном.

Высоковольтные предохранители часто применяются для защиты трансформаторов напряжения от КЗ. Ток, текущий через предохранитель в номинальном режиме, не превышает доли ампера. В таких предохранителях время плавления вставки равно одной минуте при токе 1,25 - 2,5 А.

В связи с высоким значением восстанавливающегося напряжения процесс гашения дуги усложняется, поэтому изменяются габаритные размеры и конструкция высоковольтных предохранителей. Наибольшее распространение получили предохранители с мелкозернистым наполнителем и стреляющего типа .

Предохранители с мелкозернистым наполнителем . Размер зерен и материал такие же, как и в низковольтных предохранителях. Для эффективного гашения дуги плавкая вставка берется малого диаметра.

Предохранители типа ПК на напряжение 6 – 10 кВ (рис. 13.5) имеют фарфоровый цилиндр 1, армированный по торцам латунными колпаками 2. Наполнитель 7 в виде песка засыпается через отверстия в колпаке, которое после засыпки запаивается крышкой 3. В предохранителях на ток до 7,5 А медная плавкая вставка 5 наматывается на каркас 4. Это позволяет увеличить длину плавкой вставки и эффект токоограничения, а следовательно, повысить отключаемый ток. Однако при перегрузках, меньших 3 I ном , возможно образование токопроводящего канала из материала каркаса и расплавившейся вставки. В результате наступает тепловое разрушение предохранителя. Поэтому предохранители с каркасом следует применять только для защиты от КЗ.

При номинальных токах, превышающих 7,5 А, плавкая вставка выполняется в виде параллельных спиралей (рис. 13.5,б), что позволило увеличить номинальный ток до 100 А при номинальном напряжении 3 кВ. При напряжении 10 кВ номинальный ток предохранителя равен 50 А. При токе 200 А приходится устанавливать четыре параллельных предохранителя. Применение параллельных вставок позволяет изготавливать их из медной или серебряной проволоки малого диаметра и сохранять эффект узкой щели в процессе дугогашения. Для снижения температуры предохранителя при небольших длительных перегрузках плавкие вставки имеют оловянные шарики 6.

Рис. 13.5. Предохранитель типа ПК

Предохранитель имеет указатель срабатывания 9. На указатель 9 действует пружина, которая удерживается во втянутом состоянии специальной плавкой вставкой 8, которая перегорает после перегорания основных вставок 5. При этом указатель освобождается и выбрасывается в положение 9 / с силой, определяемой пружиной. Этот указатель можно использовать для автоматического отключения выключателя нагрузки после отключения КЗ предохранителем.

При КЗ плавкая вставка испаряется по всей длине и в цепь вводится длинная дуга, горящая в узкой щели и имеющая высокое сопротивление. Все это приводит к возникновению больших перенапряжений - до 4,5U ном на контактах предохранителя.

Для ограничения перенапряжений применяются вставки переменного сечения. Вначале сгорает участок меньшего сечения, а затем большего. В результате длина дуги растет медленней.

Предохранители серии ПКТН на напряжение до 35 кВ имеют внутри керамический каркас с тонкой плавкой вставкой. Так как номинальный ток вставок менее 1 А, то их сечение мало и токоограничивающий эффект особенно велик. Плавкая вставка выполняется из константановой проволоки с четырехступенчатым сечением для ограничения перенапряжений. Плавление вставки происходит последовательно по ступеням. Предохранитель обеспечивает защиту высоковольтных шин от повреждений трансформатора напряжения при любой мощности источника питания (ток ограничивается предохранителем).

Стреляющие предохранители . Для работы на открытом воздухе при напряжении 10 и 35 кВ и отключаемом токе до 15 кА применяются так называемые стреляющие предохранители типов ПСН-10 и ПСН-35 (рис. 13.6).

Рис. 13.6. Патрон предохранителя ПСН-35

В корпусе 1 установлены две винипластовые трубки 2 и 3, соединенные стальным патрубком 4. Плавкая вставка 5 присоединяется к токоведущему стержню 6 и гибкому проводнику 7, соединенному с наконечником 8. Патрон, установленный на изоляторах, показан на рис. 13.7. Изоляторы 1 крепятся к стальному цоколю 2. Цепь присоединяется к выводам 3 и 4. Вращающийся контакт 5 действует на наконечник 8 (см. рис. 13.6) и с помощью своей пружины стремится вытащить гибкий проводник 7 из трубки 3. При перегорании плавкой вставки образуется дуга, которая, соприкасаясь со стенками трубки, разлагает их, и образующийся газ поднимает давление в трубке. При вытягивании наконечника из трубки длина дуги увеличивается, давление возрастает. При больших токах мембрана 9 в патрубке 4 разрывается и дуга гасится поперечным дутьем. Если ток невелик, то дуга гасится продольным потоком газа, который вырывается из трубки после выброса гибкого контакта 7 из трубки. Длительность горения падает при увеличении тока. При больших токах дуга гаснет за 0,04 с. При малых токах (800 – 1000 А) время горения возрастает до 0,3 с.

Токоограничивающие предохранители ПКТ были разработаны для защиты трансформаторов напряжения и силовых трансформаторов, а также кабельных и воздушных линий электропередач от токов короткого замыкания и перегрузок.

Устройство

Высоковольтный предохранитель ПКТ состоит из следующих элементов: два контакта, заменяемый патрон, два опорных изолятора. Заменяемый патрон, армированный латунными вставками, изготовлен из фарфора или же стекла. Он заполнен кварцевым песком высокой очистки, в котором располагается плавкий элемент из нихромовой или из посеребренной медной проволоки. Помимо этого, некоторые предохранители оснащены указателем срабатывания, который выдвигается при помощи пружины. Следующий рисунок подробно иллюстрирует конструкцию высоковольтного предохранителя ПКТ.

Принцип действия

При возникновении перенапряжения или при прохождении тока короткого замыкания по цепи плавкая вставка под воздействием высокой температуры плавится. Дуга, которая возникает при прерывании проводника под напряжением, гасится, не нанося никакого вреда, благодаря наличию в патроне кварцевого песка. В результате этого цепь размыкается, и электрооборудование остается в порядке.

Сфера использования

Высоковольтные предохранители ПКТ используются в промышленных и городских электрических сетях, напряжение которых колеблется от 3 до 35 киловольт. Они устанавливаются в щитах управления на комплектных трансформаторных подстанциях и т.д. Обратите внимание на то, что предохранители предназначены для установки в сеть, которая точно соответствует номинальному значению предохранителя, в сетях с большим или меньшим напряжением, чем номинальное установка запрещена.

Условия эксплуатации

Условия эксплуатации высоковольтных предохранителей ПКТ напрямую зависят от типа патрона, которым снабжается предохранитель. Патроны могут быть оснащены герметичным и негерметичным корпусом. Герметичный корпус гарантирует пожаробезопасность. В общем виде условия эксплуатации предохранителей ПКТ таковы:

высота установки над уровнем моря не более 1000 метров;

предохранитель нельзя подвергать механическим воздействиям, которые могут привести к повреждению патрона;

в помещении, в котором находится предохранитель, не должно быть грязи, пыли или других веществ в количествах, которые могут нарушить работу устройства;

температура воздуха, при которой эксплуатируется предохранитель, не должна быть ниже минус 60°C или же выше плюс 40°C.

Срок эксплуатации

Срок эксплуатации высоковольтных предохранителей ПКТ продолжительный. После срабатывания предохранителя необходимо сменить патрон на новый, и предохранитель будет дальше выполнять свои защитные функции. Рекомендуется проводить регулярные профилактические осмотры предохранителей, а также осуществлять их своевременный ремонт для обеспечения бесперебойной работы электросети.

Предохранители ПК 10 (это устаревшая маркировка!)

Буквенные обозначения расшифровываются следующим образом: П - предохранитель, К- заполненный кварцевым песком. Кварцевый предохранитель ПК 10 также как и ПКТ обладает комплектом контактов, которые крепятся на 2-х опорных изоляторов и патрона, который вставляется в контакты. Патрон по внешнему виду напоминает трубку, которая сделана из фарфора. Латунные колпачки закрывают концы фарфорового патрона. Все имеющиеся изоляторы закреплены на металлическом цоколе. Патрон содержит плавкую вставку в виде спирали и заполнен кварцевым песком. При обращении в компанию "ВЭЛСнаб", Вы сможете оперативно подобрать современный аналог предохранителя ПК 10.

Где можно приобрести

Высоковольтные предохранители ПКТ, как и другое высоковольтное оборудование, можно приобрести в компании «ВЭЛСнаб». На протяжении долгого времени «ВЭЛСнаб» занимается поставками оборудования во все регионы Российской Федерации, являясь одним из лидеров на профильном рынке. Компании удалось занять лидирующие позиции благодаря тому, что она придерживается разумной ценовой политики, предлагая своим клиентам купить высоковольтные предохранители ПКТ по привлекательной стоимости.

Для Вашего удобства мы поставляем предохранители ПКТ всех габаритов в разобранном виде. В комплект поставки входит патрон, два опорных изолятора для крепления предохранителя на место установки и два контакта, которые крепят патрон к изоляторам. Все части маркируются аппликационными этитетками, поэтому собрать на месте разобранный комплект не составит труда.

Резюме

Высоковольтный предохранитель ПКТ - это устройство, предназначенное для защиты высоковольтного оборудования от токов перегрузки и короткого замыкания. Приобрести качественные предохранители данного типа по привлекательным расценкам можно в компании «ВЭЛСнаб».

Страница 18 из 25

Понижающие трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 630 кВ-А включительно, как правило, защищаются плавкими предохранителями.

Общие сведения о предохранителях.

Плавким предохранителем называется коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством расплавления специальных токоведущих частей (плавких вставок) под воздействием тока, превышающего определенное значение, с последующим гашением возникающей электрической дуги.
Принцип действия плавкого предохранителя основан на известном законе Джоуля-Ленца (1841 г.), в соответствии с которым прохождение электрического тока по проводнику сопровождается выделением теплоты, количество которой прямо пропорционально значению тока в квадрате, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Плавкие предохранители были первыми в истории устройствами защиты электроустановок и уже около ста лет успешно применяются для защиты от к. з. таких массовых электроустановок, как трансформаторные подстанции главным образом 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ. Это объясняется тем, что с помощью плавких предохранителей можно выполнить более дешевую и простую в обслуживании защиту от к. з., чем с выключателями, трансформаторами тока и релейной аппаратурой.
По способу гашения электрической дуги, возникающей при расплавлении плавкой вставки, предохранители делятся на три группы:
предохранители для сетей до 1000 В с естественной деионизацией дуги, не имеющие специальных устройств для гашения дуги (СПО, П, ПТ); в настоящее время они не применяются из-за малой отключающей способности и больших размеров;
предохранители с наполнителем (кварцевым песком), где электрическая дуга гасится в канале малого диаметра, который образуется после испарения металла плавкой вставки, между крупинками (гранулами) кварцевого песка; эти предохранители называются кварцевыми;
предохранители с трубками из газогенерирующего материала, из которого при высокой температуре горения электрической дуги обильно выделяются газы, при этом возникает высокое давление (в предохранителях типа ПР напряжением до 1000 В) или продольное дутье (в предохранителях выхлопных типа ПВ, прежнее название -стреляющие типа ПСН), что обеспечивает быстрое гашение электрической дуги.
Выхлопные (стреляющие) предохранители типа ПВ не получили широкого применения для защиты трансформаторов со стороны 10 и 0,4 кВ по нескольким причинам: из-за очень крутых времятоковых характеристик, не обеспечивающих селективность предохранителей 10 кВ с защитными аппаратами на стороне 0,4 кВ, из-за того, что могут применяться только для наружных электроустановок, из-за быстрого старения плавких вставок, не защищенных от воздействия внешней среды.
Кварцевые предохранители типа ПК широко применяются для защиты трансформаторов мощностью до 630 кВ-А как со стороны высшего напряжения 10 кВ (ПКТ-10), так и со стороны низшего напряжения 0,4 кВ (ПН-2). Кроме отечественных предохранителей ПКТ-10, в настоящее время устанавливаются кварцевые предохранители 10 кВ зарубежных фирм, например типа HRG югославского предприятия «Механика» (изготавливаются по лицензии ФРГ), типа HS серии 3-30 предприятия «Трансформаторенверк» имени Карла Либкнехта, Германия .
Кварцевые предохранители имеют ряд достоинств: они выпускаются как для внутренней, так и для наружной установки, их плавкие вставки надежно защищены от воздействия внешней среды слоем кварцевого песка и закрыты фарфоровым или стеклянным патроном, поэтому они могут находиться в работе в течение нескольких лет. Гашение дуги в таких предохранителях происходит столь быстро, что ток к. з. не успевает достичь своего максимального значения, поэтому кварцевые предохранители называют токоограничивающими и это их полезное свойство позволяет выбирать аппаратуру более легкую и дешевую.
При правильном выборе параметров кварцевых предохранителей и использовании только калиброванных патронов заводского изготовления эти предохранители способны обеспечить быстрое, надежное и в большинстве случаев селективное отключение поврежденного трансформатора. Для предотвращения опасных неполнофазных режимов, возникающих при срабатывании только одного из трех предохранителей на стороне 10 кВ трансформатора, на закрытых подстанциях плавкие предохранители применяются в сочетании с выключателями нагрузки, такое устройство обозначают ВНП (ВНП-16 и др.). При срабатывании хотя бы одного предохранителя его специальным контактом дается команда на автоматическое отключение ВНП с помощью электромагнита управления в приводе ПРА-17. Выключателем нагрузки трансформатор отключается от сети всеми тремя фазами.

Выбор плавких предохранителей 10 кВ для защиты трансформаторов.

1. По номинальному напряжению:
Uном.пр=Uном.с, (4)
т. е. номинальное напряжение предохранителя Uuом.пр должно соответствовать номинальному напряжению сети
Uhom.c, например, для трансформаторов 10 кВ должны применяться предохранители типа ПКТ-10.
По номинальному току отключения:
(5)
т. е. номинальный ток отключения предохранителя /0.ном по его паспортным данным должен быть больше или равен максимальному значению тока к. з. в месте установки предохранителя. При расчетах токов к. з. следует учитывать подпитку места к. з. электродвигателями.
По номинальному току. Номинальный ток предохранителя /номлр равен номинальному току заменяемого элемента /ном.э. Заменяемым: элементом предохранителя с мелкозернистым наполнителем, например типа ПК, считается патрон (один или несколько) с кварцевым песком, плавким элементом, указателем срабатывания или ударным устройством, собранный в заводских условиях. Номинальный ток предохранителей, защищающих силовые трансформаторы на сторонах 10 и 0,4 кВ, выбирается по табл. 1 в зависимости от мощности трансформатора и типа предохранителя (для трансформаторов 6 кВ эти данные приведены в работе ).
Таблица 1
Рекомендуемые значения номинальных токов плавких предохранителей (и их заменяемых элементов) для защиты трехфазных силовых трансформаторов 10/0,4 кВ

Примечание. Предохранители 1-типа ПКТ, страна-изготовитель СССР; 2- типа НН, страна-изготовитель Федеративная Республика Югославия, предприятие «Механика» (по лицензии ФРГ); 3-типа HS- страна-изготовитель Германская Демократическая Республика, предприятие «Трансформаторенверк» им. Карла Либкнехта» (по материалам Заводов-изготовителей).
Указанные в таблице номинальные токи соответствуют перегрузочной способности трансформаторов и предохранителей, обеспечивают отключение трансформатоpa раньше, чем допускается по условию термической стойкости трансформатора. Предохранители типа ПКТ, с номинальными токами, выбранными по табл. 1, обеспечивают селективность ПКТ и предохранителей типа ПН-2, установленных на стороне 0,4 кВ трансформаторов, при условии, что номинальный ток ПН-2 примерно равен номинальному току защищаемого трансформатора на стороне 0,4 кВ, а также с автоматическими выключателями на стороне 0,4 кВ, не имеющими выдержки времени, например серии А-3100. При этом условии проверки селективности предохранителей 10 кВ типа ПКТ и указанных защитных аппаратов 0,4 кВ не требуется. В остальных случаях должна производиться расчетная проверка селективности (см. далее).
Таблица 2
Рекомендуемые значения номинальных токов плавких предохранителей типа ПН-2 для защиты на стороне 0,4 кВ трансформаторов 10/0,4 кВ, для которых допускается длительная перегрузка до 180 % номинальной мощности

Примечание. О допустимых перегрузках трансформаторов ТМ и TMBM напряжением 6 и 10 кВ - см. § 7, 8 «Сборника директивных материалов Главтехуправления Минэнерго СССР (Электротехническая часть)).-3-е изд., перераб. и доп.- M.: Эиергсатомиздат, 1985.-304 с.
В табл. 2 приведены рекомендуемые значения номинальных токов предохранителей типа ПН-2 на стороне 0,4 кВ для тех трансформаторов типов ТМ и ТМВМ, для которых директивными материалами Минэнерго СССР разрешена перегрузка до 180% номинальной мощности. На стороне 10 кВ этих трансформаторов нежелательно увеличивать номинальный ток предохранителей, поскольку это ухудшит защиту трансформаторов при внутренних повреждениях и утяжелит выполнение условий селективности между защитой питающей линии 10 кВ и предохранителями на стороне 10 кВ относительно мощных трансформаторов. При
выборе номинальных токов для предохранителей на стороне 10 кВ по табл. 1, а для предохранителей на стороне 0,4 кВ - по табл. 2 их селективная работа при к. з. на шинах 0,4 кВ не обеспечивается. С этим приходится мириться, если обеспечивается селективность действия предохранителей 10 кВ и предохранителей (или автоматов) отходящих линий 0,4 кВ.

Проверка селективности.

Селективность между предохранителями на сторонах 10 и 0,4 кВ трансформатора обеспечивается, если время плавления предохранителя 10 кВ при всех реально возможных токах оказывается больше времени плавления предохранителя 0,4 кВ /„ло,4:
(6)
Значения времени плавления определяются по типовым времятоковым характеристикам. На рис. 32 приведены для примера времятоковые характеристики плавления предохранителей типа ПКТ напряжением 10 кВ с номинальными токами отключения 12,5 кА (рис. 32,а) и 20 и 31,5 кА



Рис. 32. Времятоковые характеристики плавких предохранителей ПКТ: б -ПКТ 101-10 от 2 до 20 А, /о.ш>м=20 кА; ПКТ 102-10-31,5 и 40, 104-10-100-31,5; ПКТ 104-10-160-20
(рис. 32,6), взятые из каталога «Электротехника СССР», 02.50.02-82, выпущенного в 1983 г.
Коэффициент запаса k3 в выражении (6) учитывает разбросы по времени времятоковых характеристик различных типов предохранителей и рассчитывается по выражению
(7)
где кн~1,5- коэффициент надежности; Dtпл10 и Dtпл0,4- разбросы по времени времятоковых характеристик предохранителей, установленных на сторонах 10 и 0,4 кВ трансформатора.
Для отечественных предохранителей стандартом регламентируется разброс по току, не превышающий 20%. Разброс по времени при токах к. з., соответствующих времени плавления больше 1 с, достигает 40% (при увеличении тока к. з. разброс по времени уменьшается). Таким образом для этих предохранителей коэффициент запаса ^3=1,5-11,4-1,4=3. При согласовании характеристик при больших кратностях тока допускается принимать к3=2,5, так как Дtпл10 при кратности тока, например, 10, составляет не 40, а 25%.



а - ПКТ 101-10-31,5; ПКТ 101-10 от 2 до 20 А, /„ Ном=12,5 кА и др.; /о.ном=31,5 кА; ПКТ 103-10-50-31,5; ПКТ 103-10-80-20; ПКТ
У предохранителей типа HS (ГДР) по данным завода-изготовителя разброс времятоковых характеристик по времени составляет 50%.
Если условие (6) не выполняется, это означает, что при к. з. на шинах 0,4 кВ предохранители 10 кВ могут сработать раньше, чем предохранители 0,4 кВ этого же трансформатора, что, однако, не вызывает дополнительных отключений потребителей. Поэтому для достижения селективности не рекомендуется устанавливать предохранители 10 кВ с более высоким номинальным током, чем указано в табл. 1, так как при этом ухудшаются условия согласования релейной защиты питающей линии 10 кВ с этими предохранителями и увеличивается время отключения к. з.
При невозможности одновременно обеспечить селективную работу предохранителей 10 и 0,4 кВ, а также релейной защиты питающей линии 10 кВ и предохранителей 10 кВ трансформатора более важным считается обеспечение селективности релейной защиты линии 10 кВ и предохранителей 10 кВ трансформатора. Но в таком случае необходимо проверить и обеспечить селективность предохранителей на стороне 10 кВ трансформатора и предохранителей с наибольшим номинальным током на самой мощной линии 0,4 кВ. При к. з. на отходящих линиях 0,4 кВ предохранитель на стороне 10 кВ трансформатора не должен срабатывать раньше, чем защитный аппарат поврежденной линии 0,4 кВ.
Таким же образом производится проверка селективности предохранителей и автоматических выключателей на стороне 0,4 кВ, имеющих регулируемые выдержки времени, которые называются селективными автоматами. Здесь также можно допустить отсутствие селективности предохранителя 10 кВ и автомата 0,4 кВ одного и того же трансформатора при к. з. на шинах 0,4 кВ. Но обязательно должна быть обеспечена селективность при к. з. на любой из линий 0,4 кВ, и тем более должна быть обеспечена селективность предохранителя 10 кВ трансформатора и секционного автомата 0,4 кВ на двухтрансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ с устройством АВР на стороне 0,4 кВ.
При проверке селективности предохранителей и автоматов время срабатывания селективных автоматов определяется по их времятоковым защитным характеристикам, которые приводятся в информациях заводов-изготовителей.
При проверке селективности в ряде случаев учитывают малую вероятность возникновения металлического к. з. на шинах 0,4 кВ и определяют время плавления плавких предохранителей 10 кВ при меньших значениях токов к. з. через переходное сопротивление. Значение tпл10 при этом увеличивается, а время срабатывания автомата при работе в независимой части характеристики остается неизменным, и условие селективности (6) может быть выполнено. Однако чем больше мощность трансформатора, тем труднее выполнить это условие. Поэтому трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью 1 MB-А и более, а иногда и менее мощные, подключаются к шинам 10 кВ подстанций через выключатели, оборудованные релейной защитой (§ 7).
Чем больше мощность трансформатора 10 кВ и выше номинальный ток плавких предохранителей на стороне 10 кВ, тем труднее обеспечить селективность между релейной защитой питающей линии 10 кВ и предохранителями 110 кВ при всех возможных значениях токов к. з., и особенно, малых значениях при внутренних повреждениях в трансформаторе. Поэтому допускается обеспечивать селективность этих защитных устройств только при двухфазных к. з. на выводах 10 кВ трансформатора. Для селективной работы необходимо, чтобы время плавления предохранителя при расчетном токе двухфазного к. з. было меньше времени работы релейной защиты питающей линии 10 кВ. Время горения электрической дуги в предохранителях допустимо не учитывать, так как дуга погаснет после отключения линии защитой во время бестоковой паузы перед АПВ линии.
Технические данные плавких предохранителей ПКТ, а также некоторых зарубежных предохранителей 10 кВ, условия и примеры их выбора приведены в работах .