Какова функция предохранителя?
Плавкий предохранитель, в повседневной жизни называемый просто предохранителем, используется для защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи. Когда ток, проходящий через предохранитель, превышает заданное значение, тепло, выделяемое самим предохранителем, расплавляет плавкий элемент, автоматически разрывая цепь. Предохранители делятся на предохранители общего назначения и предохранители для защиты полупроводниковых приборов в зависимости от их назначения.
(I) Выбор предохранителей общего назначения:
1. Защита проводов (цепей)
Перегрузка и токи короткого замыкания в цепи могут вызвать чрезмерное повышение температуры проводов и кабелей, что приводит к повреждению или даже разрушению изоляции. Защита проводов и кабелей от перегрузки может быть обеспечена путем разумного выбора предохранителей на основе допустимой токовой нагрузки, способа прокладки, типа и класса изоляционного материала проводов и кабелей. Предохранители для защиты проводов и кабелей от перегрузки могут быть установлены на входе или выходе проводов и кабелей, в то время как предохранители для защиты от короткого замыкания должны быть установлены на входе проводов.
2. Защита двигателей
Простая схема двигателя обычно состоит из предохранителя — контактора — теплового реле — двигателя. Исходя из опыта, в этой схеме номинальный ток выбранного предохранителя должен быть примерно в 1,2–1,5 раза больше номинального тока двигателя.
3. Защита от короткого замыкания и перегрузки в шахтных цепях
Для защиты от короткого замыкания и перегрузки в шахтных цепях могут использоваться предохранители, соответствующие правилам электробезопасности в горнодобывающей промышленности.
4. Защита коммутационного оборудования конденсаторов
В коммутационном оборудовании конденсаторов для защиты от короткого замыкания рекомендуется использовать предохранители. Номинальный ток выбранного предохранителя не должен быть меньше 1,6 номинального тока конденсатора.
(II) Выбор предохранителей для защиты полупроводниковых приборов
Во время работы выпрямительных устройств могут возникать токи короткого замыкания из-за внутренних или внешних неисправностей полупроводникового прибора. Поэтому для быстрого прерывания тока короткого замыкания необходимо использовать предохранители. Правильный выбор предохранителей может надежно защитить полупроводниковые приборы и преобразовательные устройства. Общие принципы выбора предохранителей следующие:
1. Номинальное напряжение
Номинальное напряжение предохранителя определяется рабочим напряжением в точке установки и должно быть больше или равно рабочему напряжению. Если рабочее напряжение линии превышает номинальное напряжение предохранителя, можно использовать два предохранителя последовательно. В этом случае необходимо обеспечить, чтобы ток короткого замыкания в точке установки был как минимум в 10 раз больше номинального тока.
2. Номинальный ток
Номинальный ток предохранителя определяется действующим значением тока в точке установки. Действующее значение тока в точке установки зависит от различных линий преобразователя мощности. Если номинальный ток предохранителя не соответствует требованиям линии, можно использовать два предохранителя одинаковых характеристик параллельно. При параллельном использовании разница в распределении тока между предохранителями составляет приблизительно ±5%.
3. Коммутационное перенапряжение
В процессе гашения дуги предохранитель генерирует перенапряжение в линии. Чрезмерное перенапряжение может вызвать обратный пробой полупроводниковых приборов. Поэтому коммутационное перенапряжение предохранителя можно определить по графикам в справочных данных. Коммутационное перенапряжение должно быть меньше или равно допустимому обратному пиковому напряжению полупроводникового прибора.
4. Номинальная отключающая способность
Номинальная отключающая способность предохранителя должна быть больше максимального тока короткого замыкания, который может возникнуть в линии.
5. Защитные характеристики
Время-токовые характеристики предохранителя можно найти на графике время-токовых характеристик в справочных данных. Защита от перегрузки выпрямительного устройства может обеспечиваться другими коммутационными устройствами, такими как быстродействующие выключатели постоянного тока.
Однако на практике часто встречаются комплекты разъединителей с предохранителями (так называемые ножевые предохранители), для которых требуется выбор и установка предохранителей. Эти предохранители обычно классифицируются по форме, включая ножевые, цилиндрические, спиральные и т. д. Среди них ножевые предохранители подразделяются на типоразмеры 00C (000), 00, 0, 1, 2, 3 и 4. Большинство предохранителей, используемых в комплектах разъединителей, являются ножевыми. При выборе важно обеспечить соответствие размеров требованиям комплекта разъединителя. Например, в комплекте разъединителя ABB OS-160 используется ножевой предохранитель типоразмера 00.
