Правильный выбор предохранителей, таких как выпадающие предохранители

В предохранителях и низковольтных выключателях нагрузки плавкий элемент подключается последовательно к цепи во время работы, обеспечивая защиту электропроводки и электрооборудования от перегрузки и короткого замыкания. Какие принципы следует соблюдать при замене плавкого элемента? Ниже приведены подробные сведения:

1. Медную и алюминиевую проволоку нельзя использовать в качестве внутреннего плавкого элемента в высоковольтных плавких предохранителях.

Внутренний предохранитель высоковольтного плавкого предохранителя обычно изготавливается из таких материалов, как медь и серебро. Поскольку медь и серебро обладают низким удельным сопротивлением и высокой проводимостью, проволоку можно сделать тоньше, что облегчает гашение дуги. Однако их высокие температуры плавления могут привести к перегреву трубки предохранителя и ее легкому повреждению. Поэтому температуру предохранителей из серебра и меди искусственно понижают, припаивая к предохранителю небольшие оловянные или свинцовые шарики. Когда предохранитель нагревается до температуры плавления олова (232 °C) или свинца (327 °C), эти маленькие шарики плавятся первыми, перегорая предохранитель. Дуга, образующаяся в точке перегорания, заставляет предохранитель плавиться в обоих направлениях, тем самым защищая цепь или электрооборудование от повреждений, вызванных чрезмерным током и нагревом.

2. После перегорания предохранителя первичной обмотки трансформатора напряжения 10 кВ его нельзя заменить обычным предохранителем.

Трансформаторы напряжения 10 кВ часто защищаются предохранителями RN2 или RN4. Номинальный ток составляет 0,5 А, а ток отключения в течение 1 минуты — 0,6–1,8 А. Обе трубки предохранителя заполнены кварцевым песком, что обеспечивает превосходные дугогасительные характеристики и высокую отключающую способность (минимум 1000 МВА). Поскольку предохранитель изготовлен из никель-хромовой проволоки, его общее сопротивление составляет приблизительно 90 Ом, что эффективно ограничивает ток короткого замыкания. Если вместо него используется обычный предохранитель, а трансформатор напряжения выходит из строя из-за неисправности или по другой причине, предохранитель не ограничит ток короткого замыкания и не погасит дугу, что может привести к повреждению оборудования или даже к отключению электроэнергии в системе. Поэтому при перегорании предохранителя трансформатора напряжения его следует заменить предохранителем с оригинальными характеристиками, а не обычным предохранителем.

3. Высоковольтные предохранители, заполненные кварцевым песком, можно использовать только в электросетях с таким же номинальным напряжением.

В предохранителе, заполненном кварцевым песком, при расплавлении расплава дуга горит в узкой канавке, расположенной в кварцевом песке. Принцип гашения дуги в узкой щели заключается в том, что дуга плотно контактирует с окружающим наполнителем, охлаждается и гаснет. Предохранитель обладает высокой дугогасительной способностью и способен гасить дугу до достижения током пикового значения, тем самым ограничивая ток. Однако он создаёт перенапряжение, величина которого зависит от напряжения в месте использования.При использовании в сети с напряжением ниже номинального перенапряжение может превышать фазное напряжение в 3,5–4 раза, вызывая коронный разряд в сети и даже повреждение оборудования. При использовании в сети с напряжением выше номинального перенапряжение, создаваемое предохранителем, может привести к повторному зажиганию дуги, что сделает невозможным её гашение и приведёт к перегоранию корпуса предохранителя. Однако при использовании в сети с тем же номинальным напряжением перенапряжение в момент перегорания составляет всего 2–2,5 фазного напряжения сети, что несколько выше линейного напряжения оборудования. Поэтому опасности нет.

4. При замене предохранителя не увеличивайте и не уменьшайте его номинальный ток или напряжение.

Заменяйте предохранитель только на предохранитель той же мощности и напряжения, что и оригинальный. В противном случае защитная функция предохранителя будет утеряна.

5. Номинальный ток предохранителя должен соответствовать его номинальному току.

Один и тот же тип предохранителя может быть оснащён плавкими вставками с разными номинальными токами, но номинальный ток плавкой вставки должен быть меньше номинального тока предохранителя или, как максимум, равен ему и ни в коем случае не превышать его. Это связано с тем, что номинальный ток предохранителя определяется исходя из тепла, выделяемого контактами и клеммами. Аналогично, в выключателях нагрузки и разъединителях с предохранителями, которые объединяют в себе разъединитель и плавкую вставку, номинальный ток плавкой вставки должен быть меньше номинального тока выключателя или, как максимум, равен ему и ни в коем случае не превышать его.

6. Номинальные токи предохранителей в главном выключателе и вспомогательном выключателе ни в коем случае не должны быть перепутаны или одинаковы.

Как правило, в линиях электропередачи в качестве устройств управления и защиты используется комбинация разъединителей и предохранителей. Номинальные токи предохранителей в главном выключателе и вспомогательном выключателе различаются: главный выключатель имеет более высокий номинальный ток, а предохранитель вспомогательного выключателя — более низкий.

7. Не заменяйте поспешно предохранитель выключателя нагрузки после того, как он перегорел.

Независимо от того, вызвана ли неисправность предохранителя коротким замыканием, перегрузкой или другой причиной, не меняйте его поспешно. Перед заменой необходимо определить и устранить причину. Кроме того, не заменяйте каждую фазу отдельно; замените все предохранители в одном выключателе нагрузки. Поскольку неперегоревший предохранитель также подвергся воздействию тепла, его дальнейшее использование может привести к перегоранию в нормальном режиме работы. Поэтому, хотя новые и старые предохранители могут иметь некоторые схожие характеристики, их характеристики плавления и площадь поперечного сечения будут различаться.

8. Для одного и того же выключателя нагрузки или разъединителя с предохранителем заменяйте только предохранители одного типа. Не устанавливайте одновременно предохранители одинаковой мощности, но разных типов.

Характеристики предохранителей значительно различаются в зависимости от типа предохранителя. Например, ток отключения предохранителя из свинцово-оловянного сплава в 1,5 раза превышает номинальный ток, предохранителя из медной проволоки — в 2 раза, а цинкового — примерно в 1,3–2,1 раза.

9. Всегда отключайте электропитание при замене предохранителя.

Отсоедините разъединитель и никогда не работайте при включённом питании. Это предотвратит контакт вашего тела или инструментов с токоведущими частями, что может привести к поражению электрическим током. Это также предотвратит возможность извлечения перегоревшего предохранителя под нагрузкой.

10. Не допускайте соприкосновения предохранителя с корпусом.

При замене предохранителей из свинцово-оловянного сплава длиной примерно 60–85 мм не допускайте прямого соприкосновения предохранителя с защитным корпусом во время сборки.

При сборке предохранителей с медной проволокой не допускайте прямого контакта корпуса с предохранителем. Длина должна быть достаточной. Провода диаметром менее 0,46 мм должны иметь длину 60–85 мм, а провода большего диаметра — не менее 100 мм. При замене предохранителей в резервных асинхронных двигателях малой и средней мощности номинальный ток предохранителя не должен превышать номинальный ток защищаемого двигателя более чем в 1,5 раза; обычно он должен быть около 2,5.

11. При замене плавкого элемента вставного предохранителя не снимайте и не выбрасывайте асбестовую прокладку внутри фарфорового основания.

Предохранители с номинальным током 30 А и выше имеют асбестовую прокладку между дугогасительной и дугогасительной секциями для снижения вибрации, обеспечения теплоизоляции и облегчения гашения дуги.

12. Не изменяйте произвольно режим работы ввинчиваемого предохранителя.

Спиральные предохранители (тип RL1) обладают высокой отключающей способностью, компактны, просты в использовании, безопасны и надёжны. Они широко используются для защиты от коротких замыканий в главных цепях, цепях управления и цепях освещения электрооборудования.

При перегорании предохранителя в трубке предохранителя его следует заменить новым, рассчитанным на номинальный ток нагрузки.

13. В цепях с лампами накаливания не следует использовать быстродействующие предохранители с низкой тепловой емкостью.

Мгновенный ток, потребляемый лампой накаливания в холодном состоянии, очень велик, достигая 12–16 номинальных токов лампы. Длительность пускового импульса тока (время, необходимое для восстановления нормального состояния) составляет 0,05–0,23 секунды (чем выше мощность лампы, тем больше это время). Однако защитная характеристика быстродействующего предохранителя заключается в том, что он расплавится в течение 0,2–0,02 секунды при прерывании тока, в 4–6 раз превышающего номинальный. Это означает, что предохранитель быстродействующего предохранителя расплавится в течение длительности пускового импульса тока лампы накаливания.

14. Правильный и обоснованный выбор предохранителей имеет решающее значение для обеспечения безопасной работы цепей и электрооборудования. Принципы выбора следующие: 

1. Предохранитель должен перегореть через определённый промежуток времени, когда ток превышает номинальный ток оборудования. 

2. Предохранитель не должен перегорать при обычных кратковременных перегрузках по току (например, при запуске двигателя).

Метод выбора (в условиях, не требующих соблюдения вышеперечисленных требований) следующий:

1. В цепях осветительного и электронагревательного оборудования

(1) Номинальный ток предохранителя в основной линии должен быть равен 0,9–1 номинального тока счётчика электроэнергии;

(2) Номинальный ток предохранителя в ответвлении должен быть равен 1–1,1 суммы номинальных токов всех нагрузок в ответвлении.

2. В цепях двигателей переменного тока

(1) Номинальный ток предохранителя в цепи одного двигателя переменного тока в 1,5–2,5 раза превышает номинальный ток двигателя;

(2) Номинальный ток предохранителя в цепи с несколькими двигателями переменного тока в 1,5–2,5 раза превышает номинальный ток самого мощного двигателя в цепи плюс сумма номинальных токов остальных двигателей.

3. Сварочный аппарат переменного тока. Номинал предохранителя в цепи одного сварочного аппарата переменного тока можно оценить следующим простым методом:

(1) При напряжении питания 220 В номинальный ток предохранителя равен 6-кратной мощности сварочного аппарата (кВт).

(2) При напряжении питания 380 В номинальный ток предохранителя равен 4-кратной мощности сварочного аппарата (кВт).