Основні характеристики плавких запобіжників
Для плавкого запобіжника, як і для будь-якого апарату, однією з основних характеристик є номінальна напруга (Uном.) - це міжполюсна напруга, що дорівнює номінальній міжфазній напрузі електричних мереж, для роботи в яких призначений запобіжник.
Запобіжники також характеризують наступними величинами:
1) Номінальний струм запобіжника (Іном.),являє собою найбільший допустимий за умовами нагрівання частин запобіжника струм навантаження в тривалому режимі. Номінальний струм запобіжника збігається з номінальним струмом елемента, що замінюється.
2) Номінальний струм замінного елемента запобіжника Iном.е – це найбільший допустимий за умовами нагрівання частин елемента, що замінюється, струм навантаження в тривалому режимі при встановленні елемента в контактах або в тримачі, призначеного для нього підстави.
3) Номінальний струм основи запобіжника Iном.ос - найбільший допустимий за умовами нагрівання частин основи струм навантаження в тривалому режимі при встановленому в підставі елементі, що замінюється на той же самий струм.
4) Номінальний струм патрона запобіжника (Iном.п)-найбільший допустимий за умовами нагрівання частин патрона струм навантаження в тривалому режимі при його встановленні разом з кінцевими власниками (за їх наявності) у контактах, призначеного для нього підстави.
Найважливішою захисною характеристикою запобіжника є частокова характеристика, наведена малюнку 1.1, тобто. залежність часу плавлення вставки від чинного значення струму. Зазвичай ці характеристики будуються для повного діапазону номінальних струмів плавких вставок запобіжників певного типу і дозволяють вибрати запобіжник для захисту конкретного об'єкта. заОсі абсцис відкладається діюче значення періодичної складової струму, а по осі ординат - час плавлення в секундах (логарифмічний масштаб).
Як видно з малюнку 1.1, запобіжник надійно захищає об'єкт при великих перевантаженнях, при малих перевантаженнях його захисні функції виражені слабкіше. Верхня частина кривої час-струмової характеристики показує, що при невеликих змінах навантаження, наприклад, від 2Iном. до 3Іном. час плавлення плавкою вставки може змінюватись у широкому діапазоні – від 3600 до 10 секунд. Допускається деяка нестабільність цієї характеристики у сфері малих перевантажень. Так, одногодинний струм плавлення повинен бути в межах від 1,3 до 2Іном.
Рисунок 1.1 – Час-струмова характеристика запобіжника
Поряд із захисною характеристикою використовується характеристика найбільшого часу горіння дуги (див. малюнок 1.2) - залежність часу горіння дуги від відношення діючого значення періодичної складової очікуваного струму, що відповідає моменту виникнення дуги, до номінального струму Iном.При відношенні, рівному або перевищує 100,час має бути не більше 0,01 для запобіжників з кварцовим дрібнозернистим наповнювачем і 0,05 - 0,08с- для вихлопних (див. малюнок 1.3). Сума часу плавлення вставки та часу горіння дуги дає повний час вимкнення. Під очікуваним струмом розуміється струм, який протікав би в ланцюзі, в якому встановлений запобіжник, якби запобіжник був замінений закоротким з невеликим повним опором. Здатність запобіжника витримувати навантаження при наскрізних струмах, а також їх багаторазове вплив визначаються час-струмової характеристикою гранично допустимих перевантажень, яка будується на основі час-струмовоїхарактеристики плавлення в діапазоні часу від 0,01 до 90 шляхом множення її абсцис на коефіцієнт, значення якого визначається в процесі попередніх випробувань, де Iпл 10, Iпл 0,01 - струми плавлення при часі 10 і 0,01 з відповідно. При найбільшій робочій напрузі запобіжник повинен відключити весь діапазон струмів - від одногодинного струму плавлення для запобіжників класу 1 або мінімального струму відключення - для запобіжників класу 2 до номінального струму відключення, при будь-якому моменті виникнення КЗ щодо нуля синусоїди напруги мережі. При цьому крива власної перехідної відновлювальної напруги ланцюга в місці установки запобіжника при очікуваному номінальному струмі відключення не повинна бути вищою за нормовану граничну лінію, проведену з початку координат в координатах напруги-часу (див. малюнок 1.3).
 |  |
| Рисунок 1.2 – Характеристика найбільшого часу горіння запобіжників серій ПК, ПКН, ПКТ | Малюнок 1.3 - Побудова час-струмової характеристики плавлення |
Нахил цієї граничної кривої визначає швидкість наростання напруги, що відновлюється.
Ефект струмообмеження полягає в тому, що при великому струмі тонкий дріт плавкою вставки плавиться і випаровується за тисячні частки секунди по всій довжині.
У каналі дугового розряду створюється високий тиск, інтенсивно проходять процеси деіонізації дугового стовпа, опір дуги різко зростає, обмежуючи струм і зрізуючи його до нульового значення - до природного переходу струму через нуль, тобто. набагато раніше, ніж струм у ланцюгу при КЗ встигає досягти встановленого значення (штрихова крива) малюнку 1.4.
Таким чином, величина струму КЗ обмежується в2-5 разів. Виникають при зрізі струму ЕРС самоіндукції, накладаючись на напругу мережі, створюють комутаційні перенапруги. Спеціальними конструктивними заходами найбільші припустимі перенапруги, що виникають між висновками струмообмежувального запобіжника при відключенні, обмежують так, щоб вони не перевищували наступних значень:
Номінальна напруга, кВ 3 6 10 20 35
Найбільша допустима напруга,
максимальне значення, кВ 12 23 38 75 126
Рисунок 1.4 - Відключення струму КЗ струмообмежуючим запобіжником
Характеристики струмообмеження запобіжників виражаються залежністю найбільшого миттєвого значення струму від значення очікуваного симетричного струму, що діє, як це показано на малюнку 1.5.
Рисунок 1.5 - Залежність найбільшого миттєвого значення струму I1 від чинного значення струму I2 для номінальних струмів плавких вставок (характеристика струму – відображення) запобіжників серії ПК
Характеристики побудовані для плавких вставок різні номінальні струми. Ефект струмообмеження з певних значень струму, що включається, залежать від номінального струму плавкою вставки, повинен починатися при кратності очікуваного симетричного струму до номінального струму вставки не більше 40.