Предохранители. 
Электрический привод

Общие сведения. Предохранители — наиболее дешевые и простые аппараты для защиты электродвигателей от опасных перегревов при коротких замыканиях, а иногда и при резких случайных перегрузках. Принцип действия предохранителей основан на расплавлении плавкой вставки током короткого замыкания. Процесс плавления сопровождается взрывным эффектом, который объясняется тем, что под действием тока короткого замыкания плавкая вставка быстро нагревается, а пузырьки газов, находящиеся в толще металла, увеличиваясь в объеме, разрушаются. Важнейшая характеристика любого предохранителя — зависимость времени отключения поврежденного участка от силы тока короткого замыкания. Эту характеристику называют защитной.

Все предохранители имеют следующие основные элементы: корпус (патрон), сменную плавкую вставку, контакты присоединения и дугогасящий элемент. Плавкие вставки изготовляют из цинка, меди, свинца и серебра. Токоведущие части предохранителя и плавкая вставка рассчитаны на длительное прохождение определенного тока и напряжения. Эти значения тока и напряжения называют номинальными. Номинальный ток плавкой вставки не должен превышать номинального тока предохранителя. Кроме номинальных величин предохранители характеризуются предельным током отключения — наибольшим током, при котором происходит гашение дуги без повреждения предохранителя. Плавкие предохранители обладают большой отключающей способностью. По конструкции предохранители для установок до 1000 В могут быть пробочные резьбовые серий ПРС, ПД, ПДС и ПЦУ или трубчатые типа ПР-2.

Пробочные резьбовые предохранители ПРС выпускают четырех габаритов — ПРС-6, ПРС-20, ПРС-63 и ПРС-100 с номинальным током на 6 (ток плавкой вставки 1; 2; 4; 6) А, 20 (вставка на 10; 16; 20) А, 63 (вставка на 25; 40; 63) А и 100 (вставка на 80 и 100) А соответственно.

Предохранители цилиндрические ПЦУ-6 и ПЦУ-20 с резьбовым цоколем Ц-27 и плавкими вставками на токи 1; 2; 4; 6 А и 10; 15; 20 А выпускают для работы при температуре до 25±5°С и влажности до 70%. Корпус выполняют из пластмассы.

Предохранители ПД имеют основание из фарфора; у предохранителей ПДС материал основания — стеатит — повышенной механической прочности.

Плавкие вставки ПБД для предохранителей ПРС, ПД, ПДС и ПЦУ установлены в цилиндрическом фарфоровом корпусе, имеющем на концах контактные колпачки. Эти вставки выпускают семи габаритов: первый — на 1; 2; 4; 6 А; второй — на 10; 15; 20 А; третий — на 25; 35; 60 А и т. д.

Трубчатый предохранитель состоит из разборного патрона, выполненного из фибровой трубки, с контактными обоймами, латунных колпачков и плавкой вставки, помещающейся внутри патрона. Плавкая вставка на большие токи выполнена пластинчатой с перешейками. Широкие части плавкой вставки отводят тепло от узких перешейков. При сверхтоках вставка перегорает в узкой части и гашение дуги облегчается. В предохранителях дугогасительную среду создают газогенерирующим материалом (фиброй), из которого сделан патрон предохранителя. Трубчатые разборные предохранители ПР-2 выпускают на напряжение до 500 В, на номинальные токи патронов от 15 до 1000 А и на номинальные токи плавких вставок от 6 до 1000 А. Предохранители ПР-2 изготавливают без наполнителя. Патроны до 60 А имеют цилиндрические контактные части, а на большие токи — плоские контактные ножи, которые входят в неподвижные контакты губки.

Плавкие предохранители обладают большой отключающей способностью. Так, трубчатый предохранитель ПР2 с номинальным током 100 А может разорвать цепь тока короткого замыкания 11 кА при напряжении 380 В.

Время расплавления плавкой вставки тем меньше, чем больше кратность тока, то есть отношение протекающего тока к номинальному току плавкой вставки /_нвст. Например, токовую перегрузку в 1,6 раза плавкая вставка должна выдерживать, не перегорая в течение 1 ч. При перегрузках в 3…4 раза время перегорания вставки сокращается до нескольких секунд.

Выбор плавких вставок предохранителей. При выборе плавких вставок для защиты асинхронных электродвигателей необходимо учитывать, что пусковой ток двигателя в 5…7 раз больше номинального, а пуск двигателя может продолжаться несколько секунд. Плавкую вставку и площадь поперечного сечения провода выбирают так, чтобы площадь сечения плавкой вставки не оказалась больше площади сечения провода. Для защиты асинхронных короткозамкнутых двигателей плавкую вставку выбирают по формуле.

где 1_н — номинальный ток статора двигателя; к_{ — кратность пускового тока двигателя; Оп — коэффициент, значение которого зависит от условий пуска двигателя: при легких условиях пуска (нечастые пуски длительностью до Юс) 0ц, = 2,5; при частых пусках, длительность которых больше 15…20 с, а" = 1,6…2, при легких пусках (до 2,5 с) а, = 3.

Если плавкие вставки выбраны в соответствии с данными рекомендациями, то проводники (с резиновой, полихлорвиниловой, бумажной изоляцией) ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям напряжением до 1000 В должны иметь допустимую длительную токовую нагрузку не менее 125% от номинального тока электродвигателя.

Номинальный ток плавкой вставки для асинхронных двигателей с фазным ротором выбирают из условия:

где /|_Н — номинальный ток двигателя, А.

Для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания кроме предохранителей применяют и автоматические воздушные выключатели.