Запобіжники, параметри, вимоги, характеристики

Лекція №11. Тема лекції: 11. Запобіжники, параметри, вимоги, показники. Вибір запобіжників. Запобіжники ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ Запобіжники - це електричні апарати, призначені для захисту електричних кіл від струмових перевантажень і струмів КЗ. Основними елементами запобіжника є плавка вставка, що включається послідовно з ланцюгом, що захищається, і дугогасний пристрій. До запобіжників висуваються такі вимоги.

Рекомендовані матеріали

1. Часоточна характеристика запобіжника повинна проходити нижче, але можливо ближче до часової характеристики об'єкта, що захищається. 2. Час спрацьовування запобіжника при КЗ має бути мінімально можливим, особливо під час захисту напівпровідникових приладів. Запобіжники повинні працювати з струмообмеженням. 3. При КЗ в ланцюгу, що захищається, запобіжники повинні забезпечувати селективність захисту. 4. Характеристики запобіжника мають бути стабільними, а технологічний розкид їх параметрів не повинен порушувати надійність захисту. 5. У зв'язку з збільшеною потужністю установок запобіжники повинні мати високу здатність відключення. 6. Конструкція запобіжника повинна забезпечувати можливість швидкої та зручної заміни плавкою вставки під час її перегорання. НАГРІВ ПЛАВКОЇ ВСТАВКИ ПРИ ДОВГИМ НАВАНТАЖЕННІ Основною характеристикою запобіжника є частокова характеристика, що є залежністю часу плавлення вставки від струму, що протікає. Для досконалого захисту бажано, щоб тимчасова характеристика запобіжника (крива 1 на рис.11.1) у всіх точках йшла трохи нижче характеристики ланцюга або об'єкта, що захищається (крива 2 на рис. 11.1). Проте реальна характеристика запобіжника (крива 3) перетинає криву 2. Пояснимо це. Якщо характеристика запобіжника відповідає кривій 1, то він перегорятиме через старіння або при пуску двигуна. Ланцюг буде вимикатися за відсутності неприпустимих навантажень. Тому струм плавлення вставки вибирається більше за номінальний струм навантаження. При цьому криві 2 і 3 перетинаються. В області великих перевантажень (область Б) запобіжник захищає об'єкт. В області А запобіжник об'єкт не захищає. При невеликих навантаженнях (l,5–2) I_H0M нагрівання запобіжника протікає повільно. Більшість тепла віддається довкіллю. Складні умови тепловіддачі ускладнюють розрахунок плавки вставки. Струм, при якому плавка вставка згоряє при досягненні нею встановленої температури, називається прикордонним струмом I_УГР.

Мал. 11.1. Узгодження характеристик запобіжника і об'єкта, що захищається Для того щоб запобіжник не спрацьовував при номінальному струмі I_ном.необхідно. З іншого боку, для кращого захисту значення I_УГР. має бути можливо ближче до номінального. При струмах, близьких до прикордонного, температура плавлення вставки повинна наближатися до температури плавлення. У зв'язку з тим, що час плавлення вставки при прикордонному струмі велике (більше 1 год) і температура плавлення її матеріалу становить багато сотень градусів Цельсія, всі деталі запобіжника нагріваються до високих температур. Відбувається теплове старіння плавкою вставки. Для зниження температури плавлення вставки при її виготовленні застосовуються легкоплавкі метали та сплави.Матеріали плавких вставок та їх властивості наведені в табл. 11.1.

Матеріали плавких вставок та їх властивості Таблиця 11.1

Найменшу температуру плавлення має свинець. Але питомий опір свинцю в 12 разів вищий, ніж у міді. Для того щоб при проходженні даного струму вставка нагрілася до допустимої температури (150 ° С), її переріз має бути значно більшим, ніж перетин вставки з міді. При плавленні вставки пари металу іонізуються у дузі, що виникає, завдяки високій температурі. Через великий обсяг вставки кількість парів металу в дузі велика, що ускладнює її гасіння і зменшує граничний струм, що відключається запобіжником. Через ці особливості вставок з легкоплавких металів широкого поширення набули мідні та срібні плавкі вставки з металургійним ефектом, який пояснюється нижче. На тонкий мідний дріт (діаметром менше 0,001 м) наноситься кулька з олова. При нагріванні вставки спочатку плавиться олово, що має низьку температуру плавлення (232 ° С). У місці контакту олова з дротом починається розчинення міді та зменшення її перерізу. Це викликає збільшення опору та підвищення втрат у цій точці. Процес триває доти, доки мідний дріт не розплавиться в точці розташування олов'яної кульки. Дуга, що виникла при цьому, розплавляє дріт на всій довжині. Застосування олов'яної кульки знижує середню температуру плавлення до 280 °С. Ставлення I_ПОГР / I_ном., зменшується до 1,2, що дає поліпшення часової характеристики.Стабільність частокової характеристики значною мірою залежить від окислення плавкою вставки. Свинець та цинк утворюють на повітрі плівку оксиду, яка оберігає вставку від зміни перерізу. Мідна вставка при тривалій роботі та високій температурі інтенсивно окислюється. Плівка оксиду при зміні температурного режиму відшаровується і перетин вставки поступово зменшується. В результаті плавка вставка перегорає за номінального струму, якщо її температура при струмі, близькому до прикордонного, вибрана високою. У табл. 11.1 наведено рекомендовані допустимі температури вставок за номінального струму. Температура мідної вставки при струмі, близькому до номінального, повинна бути значно нижчою за тепмературу плавлення. Тому доводиться завищувати перетин вставки і цим збільшувати ставлення I_ПОГР / I_ном., приблизно до 1,8, що погіршує захисні властивості запобіжника Срібні плавкі вставки не схильні до теплового старіння, і для них відношення I_ПОГР / I_ном., Визначається тільки нагріванням. У вставок з легкоплавких матеріалів експлуатаційна температура ближче до температури плавлення, що дозволяє знизити відношення I_ПОГР / I_ном., До 1,2-1,4. В даний час як матеріал плавкою вставки почали застосовувати алюміній. Плівка оксиду на поверхні вставки захищає алюміній від корозії та робить характеристику запобіжника стабільною. Більше питомий опір матеріалу компенсується збільшенням перерізу вставки. Алюміній має температуру плавлення нижче, ніж у міді (658 проти 1083 ° С).Часові характеристики запобіжників із вставками постійного перерізу з легкоплавкого металу добре узгоджуються з характеристиками силових трансформаторів та інших подібних об'єктів. Це пояснюється низькою температурою плавлення, стійкістю проти корозії та малою теплопровідністю матеріалу таких вставок. Мідна вставка із-за високої теплопровідності, високої температури плавлення та великого відношення I_ПОГР / I_ном у сфері малих перевантажень не забезпечує захист об'єкта (область А, рис. 11.1). КОНСТРУКЦІЯ ЗАХОДНИКІВ НИЗЬКОГО НАПРУГИ а) Запобіжники із гасінням дуги у закритому обсязі. Запобіжники на струми від 15 до 60 А мають спрощену конструкцію. Плавка вставка 1 притискається до латунної обойми 4 ковпачком 5, які є вихідним контактом (рис. 16.3, а). Плавка вставка 1 штампується з цинку, що є легкоплавким та стійким до корозії матеріалом. Зазначена форма вставки дозволяє отримати сприятливу часточкову (захисну) характеристику. У запобіжниках на струми більше 60 А плавка вставка 1 приєднується до контактних ножів 2 за допомогою болтів (рис. 11.2, б). Вставка розташовується в герметичному трубчастому патроні, що складається з циліндра фібрового. 3, латунної обойми 4 та латунного ковпачка 5. При відключенні згоряють звужені перешийки плавкою вставки, після чого виникає дуга. Під впливом температури дуги фіброві стінки патрона виділяють газ, у результаті тиск у патроні за частки полупериода піднімається до 4—8 МПа. За рахунок збільшення тиску піднімається вольт-амперна характеристика дуги, що сприяє її швидкому гасінню. Плавка вставка може мати від одного до чотирьох звужень (рис 11.2, в) залежно від номінальної напруги. Звужені ділянки вставки сприяють швидкому її плавленню при КЗ та створюють ефект струмообмеження. Оскільки гасіння дуги відбувається дуже швидко (0,002 с), можна вважати, що розширені частини вставки в процесі гасіння залишаються нерухомими. Розглянемо вставку із чотирма перешийками. Після їх перегорання утворюються чотири розриви. На кожному катоді розриву відновлюється електрична міцність близько 200, а сумарна міцність запобіжників досягає 800 В. Це явище поряд із високим тиском дозволяє надійно гасити дугу при напрузі джерела до 500 В. Тиск усередині патрона пропорційно квадрату струму в момент плавлення вставки і може досягати більших значень. Тому фібровий циліндр повинен мати високу механічну міцність, для чого на його кінцях встановлені латунні обойми. 4. Диски 6, жорстко пов'язані з контактними ножами 2, кріпляться до обойми патрона 4 за допомогою ковпачків 5. Запобіжники працюють безшумно, практично без викиду полум'я та газів, що дозволяє встановлювати їх на близькій відстані один від одного.
Мал. 11.2. Запобіжник типу ПР-2 Запобіжники випускаються двох осьових розмірів – короткі та довгі. Короткі призначені для роботи на змінній напрузі не вище 380 Ст. Вони мають меншу здатність, що відключає, ніж довгі, розраховані на роботу в мережі з напругою до 500 В. Залежно від номінального струму випускається шість габаритів набоїв різних діаметрів. У патроні кожного габариту можуть встановлюватися вставки різні номінальні струми. Так, у патроні на номінальний струм 15 А можуть бути встановлені вставки на струм 6, 10 та 15 А. У табл.11.2 наведено значення випробувальних струмів для запобіжника типу ПР-2. Розрізняють нижнє і верхнє значення випробувального струму. Струм, який, проходячи протягом 1 год, плавить вставку Запобіжника. З достатньою точністю можна прийняти прикордонний струм рівним середньоарифметичному випробувальному струму. Запобіжники типу ПР-2 мають струмообмеження. струм, тим менше ефект струмообмеження. номінальному струмі 600 А струмообмеження відсутнє, тому що дуга горить весь напівперіод.

б) Запобіжники з дрібнозернистим наповнювачем. Ці запобіжники більш досконалі, ніж запобіжники ПР-2. 2 і наповнювач – кварцовий пісок 3. Плавкі вставки приварюються до диску 4, який кріпиться до пластин 5, пов'язаних з ножовими контактами 9. Пластини 5 кріпляться до корпусу гвинтами. Як наповнювач використовується кварцовий пісок із вмістом Si0.₂ не менше 98 %, із зернами розміром (0,2 н-0,4) • 10 -3 м та вологістю не вище 3 %.Перед засипанням пісок ретельно просушується за нормальної температури 120—180 °З. Зерна кварцового піску мають високу теплопровідність і добре розвинену поверхню, що охолоджує. Плавка вставка виконується з мідної стрічки завтовшки 0,1-0,2 мм. Для отримання струмообмеження вставка має звужені перерізи 8. Плавка вставка розділена на три паралельні гілки для повного використання наповнювача. Застосування тонкої стрічки, ефективне тепловідведення від звужених ділянок дозволяють вибрати невеликий мінімальний переріз вставки для даного номінального струму, що забезпечує високу струмообмежувальну здатність. З'єднання кількох звужених ділянок послідовно сприяє уповільненню зростання струму після плавлення вставки, оскільки зростає напруга на дузі запобіжника. Для зниження температури плавлення на вставки наносяться олов'яні смужки 7 (металургійний ефект). При КЗ плавка вставка згоряє і дуга горить у каналі, утвореному зернами наповнювача. Через горіння у вузькій щілині при струмах вище 100 А дуга має зростаючу вольт-амперну характеристику. Градієнт напруги на дузі дуже високий і досягає (2-6)-104 В/м. Цим забезпечується гасіння дуги за кілька мілісекунд.

Мал. 11.3. Запобіжник типу ПН-2 Після спрацювання запобіжника плавкі вставки разом із диском 4 замінюються, після чого патрон засипається піском. Для герметизації патрона під пластини 5 кладеться азбестова прокладка 6 що оберігає пісок від зволоження. За номінального струму 40 А і нижче запобіжник має більш просту конструкцію. Запобіжники ПН-2 випускаються на номінальний струм 630 А.Граничний відключається струм КЗ, який може відключатися перед зберігачем, досягає 50 кА (діюче значення струму металевого КЗ мережі, в якій встановлюється запобіжник). запобіжники типу ПРС (мал. 11.4 а). Один кінець ланцюга підводиться до контакту 1, який пов'язаний з контактною гільзою. 2, з'єднаним різьбленням з контактом знімної головки 3. Плавка вставка 4 розташовується у фарфоровому циліндрі 5, заповненому кварцовим піском. 4. Другий кінець ланцюга через контакт 7 з'єднується з контактним гвинтом 8. Запобіжник має вказівник спрацьовування. 6. Після спрацювання запобіжника замінюється циліндр 5 зі згорілою плавкою вставкою і сигналізуючим пристроєм. Запобіжники цього типу випускаються на струми до 100 А, напруга до 440 В постійного струму і до 50 Гц. , ніж запобіжники ПН-2. доцільно при малих габаритах розподільчого пристрою та обмеженому часі обслуговування (після згоряння плавкою вставки). в) Запобіжники з рідкометалевим контактом. У такому запобіжнику (рис. 11.5, б) електроізоляційна трубка 1 має капіляр, заповнений рідким металом 2. Капіляр з рідким металом герметично закритий електродами 3, 4 та корпусом 5 з ущільненням 6 і має спеціальний демпфуючий пристрій 7, 8. При протіканні великого струму рідкий метал у ньому випаровується, утворюється парова пробка та електричний ланцюг розмикається. Після певного часу пари металу конденсуються та контакт відновлюється. Граничний струм таких запобіжників досягає 250 кА при напрузі 450 В змінного струму. Запобіжники працюють багаторазово з великим струмообмеженням. г) Швидкодіючі запобіжники для захисту напівпровідникових приладів. Мала теплова інерція, швидке прогрівання напівпровідникового переходу вкрай утруднюють захист потужних діодів, тиристорів і транзисторів при струмових навантаженнях. Звичайні типи запобіжників та автоматичних вимикачів через великий час спрацьовування не забезпечують захист напівпровідникових приладів при КЗ. Для виконання цього завдання розроблені спеціальні швидкодіючі запобіжники. При часі протікання струму tt - Тривалість протікання струму через прилад. Мал. 11.4. Запобіжник типу ПРС(а),
Мал. 11.5. Рідкометалевий запобіжник (б)
Для ефективного захисту необхідно, щоб повний джоулів інтеграл запобіжника був менше джоулева інтеграла приладу, що захищається. Джоулев інтеграл запобіжника складається з джоулева інтеграла нагріву до температури плавлення вставки С_пл і джоулева інтеграла гасіння дуги, що утворилася_гаш..З метою скорочення першої складової запобіжник повинен працювати з великим струмообмеженням.Для досягнення цієї мети плавка вставка виконується зі срібла, має перешийок з мінімальним перерізом та охолоджується кварцовим наповнювачем. З метою покращення охолодження при великих номінальних струмах плавка вставка виконується зі стрічки завтовшки 0,05-0,2 мм. При великих струмах вставка має кілька паралельних гілок. Допомагає також заповнення кварцовим піском під великим тиском. У деяких випадках для подальшого зменшення перешийка запобіжник має штучне водяне охолодження. Для зменшення часу горіння дуги плавка вставка має велику кількість перешийків. Після плавлення вставки утворюється ряд послідовно включених дуг, завдяки чому вольт-амперна характеристика запобіжника піднімається. Число перешийків обмежується перенапругою, що виникає при відключенні ланцюга. При постійному струмі гасіння дуги ускладнюється тим, що струм не проходить через нуль і вся електромагнітна енергія ланцюга розсіюється в запобіжнику. Вирішальним фактором при постійному струмі є постійна часу ланцюга. Т умови роботи запобіжника збільшуються. Необхідно вибирати запобіжник більш високу номінальну напругу, ніж при змінному струмі. Конструктивно швидкодіючий запобіжник являє собою корпус з міцного порцеляни, всередині якого розташовані плавні вставки і кварцовий пісок. Контакти зміцнюються до корпусу гвинтами та можуть мати різне виконання. У сучасних перетворювальних установках кожен напівпровідниковий прилад має запобіжник. Струми, що протікають через запобіжник, можуть досягати 100-200 кА.При руйнуванні запобіжника може статися аварія перетворювальної установки. У зв'язку з цим швидкодіючі запобіжники повинні мати велику механічну міцність і володіти високою надійністю. 250-2000 А. Номінальні напруги складають до 1250 В змінного та до 1050 В постійного струму. Швидкодіючі запобіжники призначені тільки для захисту від КЗ. . ВИБІР ЗАХОДНИКІВ а) Вибір за умовами тривалої експлуатації та пуску. У процесі тривалої експлуатації температура нагріву запобіжника не повинна перевищувати допустимих значень. У цьому випадку забезпечується стабільність часових характеристик запобіжника. відключати установку при перевантаженнях, які є експлуатаційними. Так, пусковий струм асинхронного двигуна короткозамкненим ротором може досягати 7 I_ном. По мірі розгону пусковий струм падає до значення, що дорівнює номінальному струму двигуна. Тривалість пуску залежить від характеру навантаження. механізму і тривалість пуску може досягати 10 с і більше.Запобіжник повинен не перегоряти при дії пускових струмів, а в плавких вставках не повинно відбуватися старіння під дією цих струмів. Експериментально встановлено, що старіння плавкою вставки немає при струмах, рівних половині струму плавлення. Відповідно до рис. 11.6 вставка запобіжника ПН-2 при часі 1 плавиться при струмі, що дорівнює 5 I_ном. . Внаслідок виробничих допусків тимчасова характеристика має розкид (штрихові криві). Якщо пуск триває 1 с, то середнє значення пускового струму за цей період має бути не більше 0,5 струму плавлення вставки за цей час. Таким чином, пусковий струм I_п пов'язаний зі струмом вставки співвідношенням I_п =0,5 I_пл = 0,5-5 I_в.ном, і, отже, I_в.ном =0,4 I_п , тобто. номінальний струм вставки вибирається за пусковим струмом навантаження. Для важких умов пуску, коли двигун повільно розвертається (привід центрифуги), або повторно короткочасному режимі, коли пуски відбуваються з великою частотою, вставки вибирають з ще більшим запасом: I_в.ном =(0,5–0,6) I_п. Якщо запобіжник стоїть у лінії, що живить кілька двигунів, плавку вставку рекомендується вибирати за формулою

де I_Р - Розрахунковий номінальний струм лінії, рівний _Ном,дв. Різниця I_п - I_ном.дв береться для двигуна, у якого найбільша. Для двигуна з фазним ротором, якщо I_п 2I_ном.дв плавку вставку можна вибирати за умовою Для двигунів, що працюють у повторно-короткочасному режимі, за номінальний приймається струм у режимі ПВ = 25%. Поряд із перевіркою вставки за умовами пуску або короткочасного перевантаження необхідно проводити перевірку за умовами К.З.При час перегорання вставки не перевищує 0,15-0,2 с, і на цьому часі мало позначається розкид характеристик вставок. При цьому зварювання контактів контактора або магнітного пускача малоймовірне. Однак ця вимога часто не вдається дотриматися, оскільки кратність I_до/ I_в.ном визначається потужністю живильного трансформатора та опором струмопровідних проводів та кабелів. Допускається застосування запобіжників при кратності. При такій кратності час відключення може досягати 15 с, що створює небезпеку для обслуговуючого персоналу, так як при цій кратності напруга дотику може бути небезпечно більшою. За такої низької кратності I_до/I_в.ном нагрівання дроту при невеликих навантаженнях (1,6-2) може бути дуже великим і може призводити до вигоряння ізоляції. Тому встановлення плавких вставок з великим запасом може допускатися тільки в крайніх випадках, коли вигоряння ізоляції провідників не загрожує пожежею (проводи укладені в сталевих трубах і мають вогнетривку ізоляцію). На закінчення слід зазначити, що номінальна напруга запобіжника U_ном.пр має дорівнювати номінальній напрузі мережі U_ном.с. -

Мал. 11.6. Часоточна характеристика запобіжника ПН-2. Високовільні запобіжники а) Призначення, які пред'являються вимоги. При напрузі вище 3 кВ та частоті 50 Гц застосовуються високовольтні запобіжники. Процес нагрівання плавкою вставки у високовольтних запобіжниках протікає так само, як і у запобіжниках низької напруги. Щодо часу плавлення до високовольтних запобіжників пред'являється така загальна вимога: тривалість плавлення вставки повинна бути менше 2 годин при струмі перевантаження, що дорівнює 2 I_ном., і більше 1 год при струмі перевантаження, що дорівнює 1,3 I_ном.. Високовольтні запобіжники часто використовуються для захисту трансформаторів напруги від КЗ. Струм, що тече через запобіжник у номінальному режимі, не перевищує частки ампера. У таких запобіжниках час плавлення вставки дорівнює 1 хв при струмі 1,25-2,5 А. У зв'язку з високим значенням напруги, що відновлюється, процес гасіння дуги ускладнюється. У зв'язку з цим змінюються габаритні розміри та конструкція високовольтних запобіжників. Найбільшого поширення набули запобіжники з дрібнозернистим наповнювачем та стріляючим типом. б) Запобіжники з дрібнозернистим наповнювачем. Розмір зерен та матеріал такі ж, як і в низьковольтних запобіжниках. Довжина плавкої вставки, м, таких запобіжників може бути визначена за емпіричною формулою де U_ном. - Номінальна напруга запобіжника, кВ. Для ефективного гасіння дуги плавка вставка береться малого діаметра. Запобіжники типу ПК на напругу 6-10 кВ (рис. 16.12, а) містять порцеляновий циліндр /, армований по торцях латунними ковпаками 2. Наповнювач 7 у вигляді піску засипається через отвір у ковпаку, який після засипки запаюється кришкою 3. У запобіжниках струм до 7,5 А мідна плавка вставка 5 намотується на керамічний рифлений каркасі. Це дозволяє збільшити довжину плавкою вставки і ефект струмообмеження, а отже, підвищити струм, що відключається. Однак при перевантаженнях, менших 3 /_іом, можливе утворення струмопровідного каналу з матеріалу каркаса і вставки, що розплавилася. В результаті настає теплова руйнація запобіжника. Тому запобіжники із каркасом слід застосовувати лише для захисту від КЗ.При номінальних струмах, що перевищують 7,5 А, плавка вставка виконується як паралельних спіралей (рис. 11.7,а). Застосування паралельних вставок дозволяє збільшити номінальний струм до 100 А при U_ном.=3 кВ. При напрузі 10 кВ номінальний струм запобіжника дорівнює 50 А. При струмі 200 А доводиться встановлювати чотири паралельні запобіжники. запобіжника при невеликих тривалих перевантаження плавкі вставки мають олов'яні кульки 6. Запобіжник має покажчик спрацьовування 9. На покажчик 9 діє пружина, яка утримується у втягнутому стані спеціальною плавкою вставкою 8. Ця вставка перегорає після перегорання основних вставок 5. При цьому покажчик звільняється та викидається в положення 9 з силою, що визначається пружиною Цей покажчик можна використовувати для автоматичного відключення вимикача після відключення КЗ запобіжником. 9 може бути використаний також в запобіжниках з автоматичним повторним включенням. щілини і має високий опір, особливо в початковій стадії, коли пари металу
недостатньо іонізовано. Все це призводить до виникнення.
великих перенапруг - до 4,5 U_ном на контактах запобіжника.Для обмеження перенапруг застосовуються вставки змінного перерізу. Спочатку згоряє ділянку меншого перерізу, та був більшого. В результаті довжина дуги зростає повільніше.

Мал. 11.7. Запобіжник типу ПК Запобіжники з дрібнозернистим наповнювачем мають
струмообмеження, особливо при великих струмах КЗ. У тривалому
режим інтенсивного охолодження тонких плавких вставок дозволяє виконувати їх з мінімальним перетином і знизити струм плавлення.
Зі зростанням номінального струму ефект струмообмеження падає. Але-
мінальний струм відключення запобіжників досягає 20 кА при напрузі до 10 кВ. Запобіжники серії ПКТН на напругу до 35 кВ мають усередині керамічний каркас із тонкою плавкою вставкою. Так як номінальний струм вставок менше 1 А, їх переріз мало і струмообмежуючий ефект особливо великий. Плавка вставка виконується з константанового дроту із чотириступінчастим перетином для обмеження перенапруг. Плавлення вставки відбувається послідовно сходами. Запобіжник забезпечує захист високовольтних шин від пошкодження трансформатора напруги за будь-якої потужності джерела живлення (струм обмежується запобіжником). Запобіжники серій ПК та ПКТН працюють безшумно, без викиду полум'я та розпечених газів. Для нормальної роботи запобіжників важливе значення має герметизація. При проникненні вологи в запобіжник він втрачає властивість дугогасіння. Тому місця паяння та цементуюча замазка, що кріпить ковпачки, фарбуються спеціальною вологозахисною емаллю. Перезаряджання запобіжника в експлуатації не допускається. Як правило, установки напругою 35 кВ і вище працюють на відкритому повітрі і піддаються впливу атмосфери.У умовах важко забезпечити надійну роботу запобіжника ПК через зволоження наповнювача. Перспективи подальшого розвитку запобіжників на напругу понад 35 кВ ускладнюються технологічними труднощами виготовлення та зростанням їх габаритів. в) Стріляючі запобіжники. Для роботи на відкритому повітрі при напрузі 10 і 35 кВ і струмі, що відключається до 15 кА застосовуються так звані стріляючі запобіжники типів ПСН-10 і ПСН-35. На рис. 11.8 показаний патрон запобіжника ПСН-35. У корпусі 1 встановлені дві вініпластові трубки 2 і 3, з'єднані сталевим патрубком 4. Плавка вставка 5 приєднується до струмоведучого стрижня 6 і гнучкому провіднику 7, з'єднаному з наконечником 8. Патрон, встановлений на ізоляторах, показано на рис. 11.9. Ізолятори1 кріпляться до сталевого цоколя 2. Ланцюг приєднується до висновків 3 і 4. Обертовий контакт 5 діє на наконечник 8 (рис. 11.8) і за допомогою своєї пружини прагне витягнути гнучкий провідник 7 з трубки 3. При перегоранні плавкою вставки утворюється дуга, яка, стикаючись зі стінками трубки, розкладає їх, і газ, що утворюється, піднімає тиск у трубці. При витягуванні наконечника із трубки довжина дуги збільшується, тиск зростає. При великих струмах мембрана 9 у патрубку 4 розривається і дуга гаситься поперечним дмухом. Якщо струм невеликий, дуга гаситься поздовжнім потоком газу, який виривається з трубки після викиду гнучкого контакту 7 з трубки. Тривалість горіння падає зі збільшенням струму. За великих струмів дуга гасне за 0,04 с. При малих струмах (800-1000 А) час горіння зростає до 03 с.

Мал. 11.8. Патрон запобіжника типу ПСН-35
Мал. 16.14.Запобіжник типу ПСН-35 Процес відключення супроводжується сильним викидом полум'я, газів і стріляючим звуковим ефектом. довжину, а потім довжина збільшується в міру викиду гнучкого провідника. Це обмежує швидкість зростання опору дугового проміжку та усуває перенапруги. г) Вибір запобіжників. При визначенні номінального струму необхідно виходити з умови максимального тривалого перевантаження. Дуже часто обмотка вищої напруги трансформатора приєднується через запобіжник. I_ном., а тривалість проходження приблизно дорівнює 0,1 с. КЗ у самому трансформаторі час відключення запобіжника має бути меншим, ніж витримка часу вимикача, встановленого на стороні високої напруги та найближчого до запобіжника.

Навіщо у запобіжнику наповнювач? Навіщо потрібен кварцовий пісок в запобіжнику?

У момент перегорання запобіжника між оплавленими провідниками може виникнути дуговий розряд. Розряд іонізує повітря (газ) усередині запобіжника, а це підтримує дугу.
Кварцовий пісок. перешкоджає утворенню дуги і унеможливлює її горіння.
Поки горить дуга через навантаження тече струм

Для того, щоб утримати плазму, що виникає під час вибуху провідника через коротке замикання і не допустити вибуху оболонки (корпусу) запобіжника.

Гасити електричну дугу і щоб розплавлений метал плавкою вставки не осів на стінах і не давав через стінки прошивати напруги.

Кварцовий пісок в Пк в запобіжнику з кварцовим наповнювачем служить для гасіння електричної дуги, що утворює при спрацьовуванні запобіжника

Щоб у разі перегорання краплі не розбризкували по стінах. а то виходить як напилення металу і ним йде КЗ.

Там пісок-відмінна штука можна для шліфування використовувати, також як наповнювач для клеїв або для цементу.

Під час роботи протікає ел. ток, через що відбувається розігрів провідника і збільшується опір. Тому що щоб знизити опір, а струм розриву залишити колишнім потрібен тепловідведення (пісок). Запобіжники діляться за швидкістю спрацьовування (маркування).