ЗАЩИТА  УСТРОЙСТВ  ОТ  ПЕРЕГРУЗОК  И  ТОКОВ  КОРОТКОГО  ЗАМЫКАНИЯ

Мангушев  Виталий  Иванович

студент  2  курса,  кафедры  электроэнергетики  и  электротехники  ДВФУ,  РФ,  г.  Владивосток

E-mail:  vitalya-53@mail.ru

Симонович  Денис  Алексеевич

студент  2  курса,  кафедры  электроэнергетики  и  электротехники  ДВФУ,  РФ,  г.  Владивосток

E-mail:  cimonovich@list.ru

Глушак  Лариса  Владимировна

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  кафедры  электроэнергетики  и  электротехники,  ДВФУ,  РФ,  г.  Владивосток

E-mail: 

Развитие  электроэнергетики  идет  параллельно  прогрессу  человечества,  так  как  всё  более  и  более  возрастают  потребности  человека  в  электрофицировании.

Если  вначале  XX  века  использовалось  мало  электрических  устройств,  то  уже  в  наше  время  практически  в  каждом  доме  есть  чувствительное  и  одновременно  мощное  оборудование.

Развитие  электротехники  и  увеличение  потребления  энергии  привело  к  потребности  и  в  качественной  защите  устройств  от  перепада  напряжения,  скачков  тока  и  короткого  замыкания,  так  как  они  происходили  всё  чаще  и  чаще.

Нужна  защита.

Однако  это  уже  сделал  Томас  Эдисон,  когда  изобрел  и  запатентовал  первый  предохранитель  в  1880  году  обеспечивающий  разрыв  от  сети  при  любой  перегрузке.  Он  представлял  собой  плавкую  вставку,  заключенную  в  стеклянную  колбу,  но  это  было  только  начало.  Развитие  и  совершенствование  предохранителей  прошло  долгий  путь  до  наших  дней,  но  именно  в  наше  время  они  приобрели  такую  необходимость.

Предохранитель  стал  неотъемлемой  частью  нашей  жизнедеятельности,  мы  не  замечаем,  но  они  участвуют  во  всех  процессах  электроэнергетики,  оберегая  стабильность  работы  электрооборудования.

Но  потребовалось  их  разнообразие,  так  как  используются  они  в  разных  местах  и  условиях,  как,  например,  высоковольтный  предохранитель  на  трансформаторной  установке  в  условиях  сурового  севера  или  простой  предохранитель  у  вас  в  доме…

В  электротехнике  различают  два  вида  электрических  предохранителей:  плавкие  и  автоматические  предохранители.

Плавкий  или  одноразовый  предохранитель  является  самым  слабым  участком  электрической  цепи,  который  срабатывает  в  аварийном  режиме,  благодаря  чему,  цепь  разрывается  и  происходит  предотвращение  разрушения  более  важных  элементов  электрической  цепи  высокими  температурами,  вызванными  резким  увеличение  силы  тока  [1.  с.  59].

Плавкие  предохранители  предназначены  на  напряжения  от  600  В  до  35000  В,  а  также  на  токи  от  миллиампер  до  1000  ампер.  Многообразие  конструкций  плавких  предохранителей  обуславливается  их  широким  применением  в  быту  и  различных  сферах  хозяйства.  Тем  не  менее,  все  одноразовые  предохранители  имеют  одни  и  те  же  основные  элементы:  плавкую  вставку;  контактное  присоединительное  устройство;  корпус;  дугогасящую  среду,  или  устройство.

Рисунок  1.  Плавкие  предохранители

Процесс  срабатывания  плавкого  предохранителя  можно  разделить  на  несколько  этапов:  нагревание  вставки  до  температуры  плавления,  непосредственно  плавление  и  испарение  вставки,  возникновение,  а  затем  гашение  электрической  дуги  с  восстановлением  изолирующих  свойств  образующегося  изоляционного  промежутка.

Все  одноразовые  предохранители  должны  удовлетворять  некоторым  условиям:

·Зависимость  времени  перегорания  плавкой  вставки  от  тока  (времятоковая  характеристика)  проходит  ниже  времятоковой  характеристики  защищаемого  объекта.

·Время  срабатывания  плавкого  предохранителя  минимально  возможное.

·Предохранитель  имеет  высокую  отключающую  способность.

·Конструкция  предохранителя  обеспечивает  быструю  замену  плавкой  вставки,  при  выходе  ее  из  строя.

Для  производства  плавких  вставок  используются  серебро,  медь  и  другие  металлы.  Серебро  имеет  стабильную  электрическую  проводимость,  высокий  срок  службы,  низкие  значения  удельной  теплоемкости  и  теплоты  плавления,  не  требует  предварительной  обработки.  Однако  серебро  значительно  дороже  других  металлов,  и  поэтому  чаще  мы  можем  встретить  предохранитель  с  медной  плавкой  вставкой,  так  как  медь  обладает  схожими  с  серебром  физическими  свойствами.  Тем  не  менее  медная  плавкая  вставка  имеет  гораздо  меньший,  по  сравнению  с  серебром  срок  службы.  Так  же  медь  активно  окисляется,  что  пагубно  влияет  на  защитные  свойства  предохранителя.  В  особенности,  на  плавкие  вставки  из  меди  разрушающе  действуют  циклические  нагрузки,  однако  их  действия  снижают,  размещая  медь  в  песчаном  наполнителе,  благодаря  чему  температура  распределяется  более  равномерно  вдоль  всего  плавкого  элемента.

Автоматический  предохранитель  —  это  коммутационное  устройство,  способное  проводить  ток  в  нормальном  состоянии  цепи,  и  отключать  ток  при  возникновении  в  цепи  аномального  состояния.  Аномальным  состоянием  может  быть  ток  перегрузки,  короткое  замыкание  или  пониженное  напряжение.  Автоматы  необходимы  для  многоразовой  защиты  электрических  установок  от  перегрузок.  Как  правило  автоматы  защиты  устанавливаются  в  начале  линии.  Главным  отличием  от  плавкого  предохранителя  является  возможность  многоразового  использования.

Автоматический  выключатель  производится  в  диэлектрическом  корпусе.  Включение  и  выключение  автомата  выполняется  с  помощью  передвижения  специального  рычажка  в  соответствующее  положение.  Провода  подсоединяются  к  винтовым  клеммам.  Коммутацию  цепи  обеспечивают  два  контакта:  подвижный  и  неподвижный.  Подвижный  контакт  оснащен  пружиной,  необходимой  для  быстрого  расщепления  контактов.  Процесс  расщепления  приводится  в  действие  одним  из  двух  расцепителей:  магнитным  или  тепловым.

Электромагнитный  расцепитель  срабатывает  мгновенно.  Он  состоит  из  соленоида  с  подвижным  сердечником,  который  приводит  в  действие  механизм  расцепления.  Ток,  текущий  по  обмотке  соленоида,  при  превышении  заданного  порога  тока,  производит  втягивание  сердечника.  Время  срабатывания  такого  расцепителя  гораздо  меньше  теплового,  но  расцепление  достигается  при  увеличении  номинального  тока  в  2—10  раз.  В  зависимости  от  чувствительности  электромагнитного  расцепителя  автоматические  выключатели  делятся  на  классы  (B,  C,  D).

Тепловой  расцепитель  является  биметаллической  пластиной,  которая  нагревается  протекающим  по  ней  током.  Механизм  расцепления  происходит  в  результате  сгибания  биметаллической  пластины,  которое  вызвано  протеканием  через  нее  тока,  выше  допустимого  значения.  Время  срабатывания  такого  расцепителя  может  меняться  в  пределах  от  секунды  до  часа.  Ток  срабатывания  может  меняться  регулировочным  винтом.  После  остывания  пластины  автомат  готов  к  повторному  использованию.

В  процессе  расцепления  контактов  автоматического  выключателя  может  возникнуть  электрическая  дуга.  Поэтому  контакты,  имеющие  особую  форму,  находятся  рядом  с  дугоснимательной  решеткой.

Рисунок  2.  Внутреннее  устройство  автоматического  выключателя

Предохранители  часть  нашей  жизни  повсеместно.  Чаще  всего  мы  вспоминаем  о  них,  когда  они  «перегорают»,  тем  самым  спасая  наши  устройства  и  технику  от  нестабильности.  Качественный  предохранитель  —  актуальная  проблема  современности,  выбирать  его  приходится  исходя  из  целей  его  объекта  защиты,  природных  или  температурных  условий,  размера,  долговечности,  но  благодаря  производителям,  в  настоящее  время  существует  огромный  спектр  их  разнообразности  позволяющий  предохранять  устройства  в  любом  месте  и  в  любой  форме.

Список  литературы:

1.Андреев  В.А.  «Релейная  защита  и  автоматика  систем  электроснабжения»  изд.:  «Высшая  школа»  2001  г.  —  644  с.

2.Чунихин  А.А.  «Электрические  аппараты:  Общий  курс.»  Учебник  для  вузов.  4-е  изд.,  стереотипное.  М.:ООО  Альянс,  2008  г.  —  721  с.