Предпазители високо напрежение ПКТ, ПКН, ПВТ в селските разпределителни мрежи - Училище за
В селските електрически инсталации за това напрежение се използват предпазители от типа PKT и PVT (предишното име, съответно PK и PSN).
Устройството и принципът на работа на предпазителите тип PKT
Предпазителите от типа PKT (с кварцов пясък) са направени за напрежения от 6 ... 35 kV и номинални токове от 40. 400 A. Най-широко използваните предпазители PKT-10 за 10 kV, монтирани от страна на високо напрежение на селски трансформаторни подстанции 10 / 0,38 kV. Държачът на предпазителя (фиг. 1) се състои от порцеланова тръба 3, пълна с кварцов пясък, която е подсилена с месингови капачки 2 с капаци 1. Топимите вложки са направени от посребрена медна тел. При номинален ток до 7,5 A се използват няколко успоредни вложки 5, навити върху оребрена керамична сърцевина (фиг. 1, а). При големи токове се монтират няколко спирални вложки (фиг. 1).
Ориз. 1. Предпазители тип PKT: а - за номинални токове до 7,5 A; b - за номинални токове 10 .. 400 A; 1 - капак; 2 - месингова капачка; 3 - порцеланова тръба; 4 - кварцов пясък; 5 - стопяеми вложки; 6 - индикатор за работа; 7 - пружина
Ориз. 2. Предпазител тип ПКТ: 1- основа; 2- опорен изолатор; 3- контакт; 4- патрон; 5- заключване
Този дизайн осигурява добро потискане на дъгата, тъй като вложките са със значителна дължина и малко напречно сечение. Металургичният ефект е използван за намаляване на точката на топене на вложката.
За да се намалят пренапреженията, които могат да възникнат по време на бързото гасене на дъгата в тесни канали (слотове) между кварцови зърна, се използват предпазители с различни сечения по дължина. Товаосигурява изкуствено забавяне на гасенето на дъгата.
Държачът на предпазителя е запечатан - след напълване на тръбата с кварцов пясък, капаците 1, затварящи отворите, са внимателно запечатани. Следователно предпазителят PKT работи безшумно.
Работата на предпазителя се определя от стрелка 6, която обикновено се държи от специална стоманена вложка в прибрано положение. В същото време пружината 7 също се държи в компресирано състояние.Когато предпазителят се задейства, стоманената вложка изгаря след работника, тъй като целият ток започва да преминава през него. В резултат на това показалецът 6 се изхвърля от тръбата от освободената пружина 7.
На фиг. 2 показва предпазителя тип PKT в сглобена форма. Два опорни изолатора 2 са фиксирани върху основата (метална рамка) 1. Държачът на предпазителя 4 се вкарва с месингови капачки в пружинните държачи (контактно устройство) 3 и се затяга с ключалка. Последното е предвидено за задържане на патрона в държачите при възникване на електродинамични сили при протичане на големи токове на късо съединение. Произвеждат предпазители за вътрешен и външен монтаж, както и специални усилени предпазители с повишена граница на мощност на изключване.
Устройството и принципът на работа на предпазителите тип PKN
За защита на измервателни напреженови трансформатори се произвеждат предпазители от типа PKN (бивш PKT). За разлика от разглежданите предпазители PKT, те имат предпазител от константан, навит върху керамично ядро. Тази вложка има по-високо съпротивление. Благодарение на това и малкото напречно сечение на вложката се осигурява токоограничаващ ефект.
Предпазителите PKN могат да се монтират в мрежа с много голяма мощносткъсо съединение (1000 MV×A), а изключената мощност на подсилените предпазители PKNU изобщо не е ограничена. Предпазителите PKN са по-малки в сравнение с PKT и не са оборудвани с индикатор за изключване (изгарянето на предпазителя може да се прецени от показанията на устройствата, свързани от вторичната страна на трансформаторите на напрежение).
Устройството и принципът на работа на изпускателните предпазители от типа PVT
Предпазителите от типа PVT (изпускателни, предишното име - тип стрелба PSN) са направени за напрежение от 10 ... 110 kV. Предназначени са за монтаж в открити разпределителни уредби. В селските електрически мрежи предпазителите PVT-35 се използват най-широко за защита на трансформатори с напрежение 35/10 kV.
Ориз. 3. Предпазители тип PVT: a, b - общ изглед и държач на предпазителя на PVT (PSN) -35; c - предпазител PVT (PS) -35 MU1; 1 и 1'- контактен нож; 2 - ос; 3 - опорен изолатор; 4 - стопяема вложка; 5 - тръба от газогенериращ диелектрик; 6 - гъвкава връзка; 7 - връх; 8 - разклонителна тръба
Основният елемент на държача на предпазителя е газогенерираща тръба 5, изработена от винилова пластмаса (фиг. 1.5). Вътре в тръбата има гъвкав проводник 6, свързан в единия край към стопима вложка 4, поставена в металната глава на патрона, а в другия край към контактен връх 7.
Държачът на предпазителя е поставен върху два опорни изолатора 3, монтирани на цокъл (рамка). Главата на патрона е захваната със специален държач върху горния изолатор. На долния изолатор е фиксиран контактен нож 1 със спирална пружина, която се стреми да завърти ножа около ос 2 до позиция 1'. Ножът 1 е зацепен с контактния връх 7 на патрона. Използват се цинкови топими вложки, както и двойни медни и стоманени вложки (стоманена вложка,разположен успоредно на медта, възприема силата на пружината, като се стреми да издърпа гъвкавия проводник от патрона; по време на късо съединение медната вложка се топи първо, след това стоманената вложка).
След като стопяемата вложка изгори, контактният нож се освобождава и, като се завърта (накланя) под действието на пружина, издърпва гъвкав проводник зад себе си, който след това се изхвърля от патрона.
Под действието на дъгата, образувана след разтопяването на вложката, стените на виниловата пластмасова тръба интензивно отделят газ. Налягането в патрона се повишава, газовият поток създава силен надлъжен взрив, който гаси дъгата. Процесът на изхвърляне на горещи газове през долния отвор на патрона е придружен от звук, подобен на изстрел. Поради увеличаването на дължината на дъгата при изхвърляне на гъвкавата връзка не възникват пренапрежения по време на процеса на изключване, но тези предпазители също нямат токоограничаващ ефект. Както може да се види от Фигура 1.5, стопяемата вложка не е поставена в тръбата, а в метална капачка, покриваща единия край. Това елиминира образуването на газ при нормална работа, когато стопяемата връзка може също да се нагрее до висока температура.
Промишлеността произвежда изпускателен (стрелящ) предпазител от типа PVT-35MU1, показан на фиг. 5, c. Патронът на този предпазител, за разлика от разгледания по-горе, има метална тръба 8, в която е монтиран меден клапан, който затваря напречния взривен отвор на тръбата. При гасене на високи токове на късо съединение, когато дъгата се развива интензивно, налягането в патрона бързо се увеличава и изхвърля клапана, в резултат на което отворът на дюзата се отваря. При гасене на дъгата с ниски токове отворът на дюзата остава затворен, осигурявайки повишаване на налягането в патрона.
Управляеми предпазители тип UPS-35
Заелиминиране на един от съществените недостатъци на предпазителите - трудността при съвпадение на устройствата, инсталирани последователно поради разпространението на характеристиките - на базата на предпазители PVT (PS) -35MU1 са разработени управляеми предпазители UPS-35U1, предназначени за защита на трансформатори с напрежение 35/6 ... 10 kV. Има и разработки на контролирани предпазители за напрежение 110 kV.
Гъвкавият проводник вътре в контролирания държач на предпазителя не е свързан твърдо към предпазителя, а чрез контактна система, която осигурява механично прекъсване на веригата на предпазителя под действието на задвижването при задействане на релейната защита.
При късо съединение се задейства релейната защита и в резултат на задвижването контактният нож заедно с гъвкавата връзка се премества надолу. В този случай контактната система, разположена вътре в патрона, се отваря. Останалите процеси - по-нататъшно движение и изхвърляне на гъвкавия проводник, гасене на дъгата - се извършват по същия начин, както в случай на изгорял предпазител в неконтролиран изпускателен предпазител. При големи токове на късо съединение предпазителят на контролирания предпазител изгоря преди да заработи релейната защита.
Възможен е и вариант на управляван предпазител без предпазител. Това елиминира допълнителното нагряване на предпазителя, възможно е да се увеличат неговите номинални и прекъсващи токове.