Техническое описание предохранителей

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Содержание

Введение

1. Техническое описание предохранителей

1.1 Назначение

1.2 Технические характеристики

1.3 Устройство и принцип действия

2. Организация ремонта

2.1 Текущий ремонт

2.2 Возможные неисправности, их причины, порядок устранения

3. Охрана труда и техника безопасности при работе в электроустановках напряжением до 1000 В

Список литературы

Введение

Предохранители – это коммутационные электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от аварийных режимов, защиты электрических сетей, электрооборудования общепромышленных установок, вагонов метрополитена и др. от токов перегрузки и коротких замыканий. Они отключают защищаемую цепь посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под воздействием тока, превышающего определенное значение.

В современных преобразовательных установках каждый полупроводниковый прибор имеет предохранитель. Токи, протекающие через предохранитель, могут достигать 100–200 кА. При разрушении предохранителя может произойти авария преобразовательной установки. В связи с этим быстродействующие предохранители должны иметь большую механическую прочность и обладать высокой надежностью.

Цель работы: провести анализ возможного ремонта предохранителей напряжением до 1000 Вольт.

Задачи работы:

– провести анализ литературы по теме исследования;

– выявить назначение и технические характеристики предохранителей напряжением до 1000 Вольт;

– рассмотреть устройство и принцип действия предохранителей;

– проанализировать возможные неисправности в работе предохранителей, их причины, порядок устранения;

– охарактеризовать охрану труда и технику безопасности при работе в электроустановках напряжением до 1000 В.

Техническое описание предохранителей

Назначение

Предохранитель – электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании тока высокой силы. В цепи обозначается буквами «FU» и прямоугольником со сплошной линией в центре.

Предохранители находят самое широкое применение при эксплуатации электрооборудования как бытового, так и промышленного применения. Предохранители могут встраиваться в комплектные устройства. Выпускаемые промышленностью предохранители рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на работу в условиях, различных по механическим воздействиям, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий. Предохранители изготовляются для разных рабочих напряжений, с плавкой вставкой, вставки могут быть неразборными, с различными наполнителями [20, c. 87].

Предохранители можно разделить на группы: общего применения, сопутствующие, для защиты силовых полупроводниковых приборов (быстродействующие), для трансформаторных установок, низковольтные.

Рассмотрим их назначение.

Предохранители общего применения – используются для защиты силовых потребителей электроэнергии с высокой электротермической и электродинамической устойчивостью (электродвигателей, трансформаторов, внутрицеховых электросетей и т.п.) и отключают все токи: от пограничного тока до тока наибольшей отключающей способности, имеют плавкие в ставки типа g – с отключающей способностью в полном диапазоне токов отключения.

Предохранители сопутствующие – применяются совместно с автоматическими выключателями или тепловыми реле; должны отключать цепь только при больших токах, при этом либо ограничить ток до допустимого значения для выключателей, либо отключить цепь раньше, чем разойдутся контакты выключателя; применяются плавкие вставки типа а – с отключающей способностью в части диапазона токов отключения (малые токовые перегрузки отключают автоматические выключатели или тепловое реле).

Предохранители для защиты СПП отличаются высокими быстродействующими и токоограничительными способностями, т. к. полупроводниковые приборы термически малостойки [17, c. 43].

Предохранители для трансформаторных установок – отличаются от обычных повышенной вибро- и ударостойкостью.

Предохранители низковольтные плавкие – коммутационные электрические аппараты, предназначенные для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под воздействием тока, превышающего определенное значение.

Быстродействующие предохранители в основном применяются для защиты полупроводниковых приборов. Малая тепловая инерция, быстрый прогрев полупроводникового перехода крайне затрудняют защиту мощных диодов, тиристоров и транзисторов при токовых перегрузках. Обычные типы предохранителей и автоматических выключателей из-за относительно большого времени срабатывания не обеспечивают защиту полупроводниковых приборов при коротком замыкании. Для выполнения этой задачи разработаны специальные быстродействующие предохранители: типа ППА; типа ПП.

Технические характеристики

Состав технических характеристик предохранителей, плавких вставок и держателей устанавливается в стандартах на конкретные серии и типы предохранителей и должен соответствовать следующему перечню (ГОСТ 17242–86) [6, c. 38]:

– для держателя (или основания) предохранителя: номинальное напряжение; номинальный ток; род тока и номинальная частота для переменного тока; допустимые потери мощности; число полюсов, если их более одного;

– для плавкой вставки: номинальное напряжение; номинальный ток; род тока и номинальная частота для переменного тока; потери мощности; времятоковые характеристики для плавких вставок типа а; перегрузочная способность; диапазон токов отключения; наибольшая отключающая способность; наименьший ток отключения для плавких вставок типа а; характеристика пропускаемого тока; характеристики интегралов Джоуля; условия селективности (при необходимости); электрическое сопротивление плавкой вставки в холодном состоянии (допускается указать в рабочих чертежах, утвержденных в установленном порядке);

– для предохранителя: степень защиты по ГОСТ 14255–69; номинальное напряжение, номинальный ток и коммутационная способность свободных контактов (при их наличии).

Номинальное напряжение предохранителей с плавкими вставками a и g следует выбирать из ряда [12, c. 87]:

110; 220; 440 В-для постоянного тока;

220; 380; 660 В-для переменного тока.

Номинальное напряжение свободных контактов выбирают из ряда:

110, 220 В-для постоянного тока;

220; 380 В-для переменного тока.

Номинальная частота тока предохранителей должна соответствовать ГОСТ 6697–83 [7, c. 32].

Номинальный ток предохранителя при верхнем рабочем значении температуры воздуха должен соответствовать ГОСТ 6827–76.

Номинальные токи выбираются из ряда [1, c. 87]:

для держателей (или основания) предохранителя – 10; 25; 31, 5; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500 А;

для плавких вставок – 2; 4; 6, 3; 10; 16; 20; 25; 31, 5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500 А.

Организация ремонта

Текущий ремонт

При текущем ремонте предохранителей напряжением до 1000 Вольт с контактных поверхностей губок и патронов удаляют грязь, оксидные пленки и частицы расплавленного металла. Окислившиеся контакты зачищают стеклянной бумагой, а обгоревшие и оплавленные – надфилем. Затем разбирают патрон, проверяют состояние внутренних токопро-водящих частей и плавких вставок. Дефекты устраняют, а плавкую вставку, долго находившуюся в эксплуатации, заменяют новой. Вставки в предохранителях соседних фаз независимо от их состояния также меняют. Они должны быть однотипными, заводского изготовления и строго соответствовать значениям номинального тока предохранителя и тока защищаемой линии. При осмотре патрона предохранителя обращают внимание на целость и степень износа его стенок, так как при частых перегрузках плавкой вставки стенки патрона выгорают под воздействием высокой температуры дуги. При выгорании стенок патрона более чем на 50% первоначальной толщины патрон заменяют новым [2, c. 12].

Фибра, из которой изготовляют патрон предохранителя, представляет собой электротехнический картон, пропитанный под давлением раствором хлористого цинка. При перегорании плавкой вставки под воздействием высокой температуры дуги фибра выделяет пары цинка и хлористый газ, которые способствуют быстрому гашению дуги. При ремонте патрона стенки очищают от обгоревшей фибры, промывают, насухо вытирают чистой тряпкой, покрывают двумя слоями бакелитового лака или одним слоем клея БФ-2, а затем просушивают. После очистки внутренних токопроводящих деталей полость патрона предохранителя наполняют сухим кварцевым песком, который предварительно обрабатывают 2%-м раствором соляной кислоты, промывают и просушивают при 150–180 °С.

Чтобы убедиться в наличии электрической цепи между плавкой вставкой и контактными частями, отремонтированный патрон проверяют контрольной лампой, а затем устанавливают (при отключенном напряжении) в губках предохранителя. При этом обращают внимание на наличие контакта между губками и патроном [17, c. 35].

Предохранители предназначены для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания или недопустимых токов нагрузки и характеризуются номинальными токами плавкой вставки и предохранителя. Номинальным током плавкой вставки называют ток, при котором она должна работать в течение продолжительного времени, а номинальным током предохранителя – наибольший из номинальных токов плавких вставок, используемых в данном предохранителе. Для обеспечения быстрого плавления вставки предохранителя и повышения его защитного действия при малых перегрузках на ленточки вставки напаивают оловянные шарики диаметром 0, 5–2 мм. Эти шарики позволяют использовать так называемый металлургический эффект. Сущность его заключается в том, что при нагревании вставки оловянный шарик с более низкой температурой плавления расплавляется раньше, чем вставка, и, проникая в нее, образует сплав металла, который по сравнению с исходным материалом обладает большим электрическим сопротивлением. При токах перегрузки вставка перегорает в месте напайки оловянного шарика. Предохранители характеризуются токоограничивающей способностью, так как плавкая вставка в них перегорает раньше, чем ток короткого замыкания успеет достигнуть устойчивого значения.

В ремонтных мастерских можно изготовить плавкую вставку из калиброванной проволоки, т.е. проволоки из легкоплавких металлов или сплавов, имеющей конкретный диаметр и рассчитанной на определенный ток (калибровку проволоки проводят на специальном стенде).

Расчет необходимого номинального значения тока плавкой вставки ведут с учетом эксплуатационных перегрузок и пуска защищаемой установки. Так, пусковой ток асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором может превышать номинальное значение тока в 7 раз. По мере разгона двигателя пусковой ток уменьшается до номинального. Длительность пуска зависит от характера нагрузки. Предохранитель не должен перегорать при воздействии на него пусковых токов. Параметры плавкой вставки в процессе эксплуатации должны быть стабильными, т.е. не должно происходить ее старения. Экспериментально установлено, что старение плавкой вставки не происходит при токах, равных 0, 5 1_пл, где /_пл – ток плавления вставки. Из время-токовой характеристики предохранителя ПН-2 для времени 1 с его вставка плавится при токе, равном 5 /_вст._НОм. Если пуск АД длится 1 с, то среднее значение пускового тока за этот период должно быть не более 0, 5 /_пл плавкой вставки за это же время. Таким образом, пусковой ток 1_п связан с током плавления 7_ПЛ соотношением [22, c. 16]:

…" » />

откуда

т.е. номинальный ток вставки выбирают в зависимости от пускового тока нагрузки.

При тяжелых условиях пуска АД (привод центрифуги и др.) или повторно-кратковременном режиме, когда пуски происходят с большой частотой, плавкая вставка выбирается с еще большим запасом по току:

Если предохранитель стоит в линии, питающей несколько АД,

где J_p – расчетный номинальный ток линии, равный сумме номинальных токов всех двигателей; /_Ном.дв ~ номинальный ток двигателя, имеющего наименьшую мощность.

Для АД с фазным ротором, если /_п < 2/_ном _дв,

Производство отключений.

На месте работы должны быть отключены токоведущие части, на которых производится работа, а также и те, которые могут быть доступны прикосновению при выполнении работы.

Доступные прикосновению неизолированные токоведущие части можно не отключать, если они будут надежно ограждены изолирующими накладками из сухих изоляционных материалов.

Отключение должно производиться таким образом, чтобы выделенные для выполнения работы части электроустановки или электрооборудование были со всех сторон отделены от токоведущих частей, находящихся под напряжением, коммутационными аппаратами или снятием предохранителей, а также отсоединением концов кабелей (проводов), по которым может быть подано напряжение к месту работы.

Отключение может быть выполнено:

1. коммутационными аппаратами с ручным управлением, положение контактов которых видно с лицевой стороны или может быть установлено путем осмотра панелей с задней стороны, открытия щитков, снятия кожухов. Выполнять эти операции необходимо с соблюдением мер безопасности. Если имеется полная уверенность, что у коммутационных аппаратов с закрытыми контактами положение рукоятки или указателя соответствует положению контактов, то допускается не снимать кожухи для проверки отключения;

2. контакторами или другими коммутационными аппаратами с автоматическим приводом и дистанционным управлением с доступными осмотру контактами после принятия мер, устраняющих возможность ошибочного включения (снятие предохранителей оперативного тока, отсоединение концов включающей катушки) [13, c. 71].

Для предотвращения подачи напряжения к месту работы вследствие трансформации следует отключить все связанные с подготавливаемым к ремонту электрооборудованием силовые, измерительные и различные специальные трансформаторы со стороны как высшего, так и низшего напряжения. В случаях, когда работа выполняется без применения переносных заземлений, должны быть приняты дополнительные меры, препятствующие ошибочной подаче напряжения к месту работы: механическое запирание приводов отключенных аппаратов, дополнительное снятие последовательно включенных с коммутационными аппаратами предохранителей, применение изолирующих накладок в рубильниках, автоматах и т.п. Эти технические меры должны быть указаны при выдаче задания на работы. При невозможности принятия указанных дополнительных мер должны быть отсоединены концы питающих или отходящих линий на щите, сборке или непосредственно на месте работы; при отсоединении кабеля с четвертой (нулевой) жилой эта жила должна отсоединяться от нулевой шины.

На рукоятках, ключах и кнопках управления всех коммутационных аппаратов, а также на контактных стойках (основаниях) предохранителей, с помощью которых может быть подано напряжение к месту работы, должны быть вывешены плакаты «Не включать – работают люди», «Не включать – работа на линии». Соседние с рабочим местом неотключенные токоведущие части, доступные случайному прикосновению, должны быть на время работы ограждены. Временными ограждениями могут служить сухие, хорошо укрепленные ширмы, накладки из дерева, миканита, гетинакса, текстолита, резины и т.п. На временных ограждениях должны быть вывешены плакаты «Стой – опасно для жизни». Перед установкой ограждений с них должна быть тщательно стерта пыль. Установку ограждений, накладываемых непосредственно на токоведущие части, следует производить с осторожностью, в диэлектрических перчатках и очках, в присутствии второго лица с IV квалификационной группой. На всех подготовленных местах работы после наложения заземления вывешивается плакат «Работать здесь» [11, c. 28].

Наложение заземлений.

Заземления должны быть наложены на токоведущие части всех фаз отключенного для производства работы участка электроустановки со всех сторон, откуда может быть подано напряжение. Достаточным является наложение с каждой стороны одного заземления. Эти заземления могут быть отделены от токоведущих частей или оборудования, на которых производится работа, отключенными разъединителями, выключателями, автоматами или снятыми предохранителями.

Наложение заземлений непосредственно на токоведущие части, на которых производится работа, требуется тогда, когда эти части могут оказаться под наведенным напряжением или на них может быть подано напряжение от постороннего источника опасной величины. Места наложения заземлений должны выбираться так, чтобы заземления были отделены видимым разрывом от находящихся под напряжением токоведущих частей. При пользовании переносными заземлениями места их установки должны находиться на таком расстоянии от токоведущих частей, оставшиеся под напряжением, чтобы наложение заземлений было безопасным. В закрытых распределительных устройствах переносные заземления должны накладываться на токоведущие части в установленных для этого местах. Эти места должны быть очищены от краски и окаймлены черными полосами.

Во всех электроустановках места присоединения переносных заземлений к заземляющей проводке должны быть очищены от краски и приспособлены для закрепления струбцины переносного заземления либо на этой проводке должны иметься зажимы (барашки) [3, c. 39].

В электроустановках, конструкция которых такова, что наложение заземления опасно или невозможно (например, в некоторых распределительных ячейках, КРУ отдельных типов и т.п.), при подготовке рабочего места должны быть приняты дополнительные меры безопасности, исключающие случайную подачу напряжения к месту работы. К этим мерам относятся: запирание привода разъединителя на замок, ограждение ножей или верхних контактов указанных аппаратов резиновыми колпаками или жесткими накладками из изоляционного материала. Наложение заземлений не требуется при работе на оборудовании, если от него со всех сторон отсоединены шины, провода и кабели, по которым может быть подано напряжение, если на него не может быть подано напряжение путем обратной трансформации или от постороннего источника, и при условии, что на этом оборудовании не наводится напряжение. Концы отсоединенного кабеля при этом должны быть замкнуты накоротко и заземлены.

Список литературы

1. Андреев В.А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения – М., Высшая школа, 1985.–392 с.: ил.

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2000. –528 с.

3. Бороздин И.И. Электроснабжение предприятий – Мн., Дизайн ПРО, 2000.–224 с.: ил.

4. Вернер В.В. Электромонтер-ремонтник – М., Высшая школа, 1987. – 223 с.: ил.

5. Воронина А.А. Безопасность труда в электроустановках / А.А. Воронина, Н.Ф. Шибенко – М., Высшая школа, 1984. – 312 с.: ил.

6. Гусев Н.Н. Устройство и монтаж электрооборудования / Н.Н. Гусев, Б.Н. Мельцер – Мн., Вышэйшая школа, 1979 г. – 188 с.: ил.

7. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках – М., Энергия, 1979. – 188 с.: ил.

8. Зевин М.Б. Электромонтер-кабельщик / М.Б. Зевин, А.Н. Трифонов – М., Высшая школа, 1989. – 286 с.: ил.

9. Камнев В.Н. Ремонт аппаратуры релейной защиты и автоматики – М., Высшая школа, 1979. – 304 с.: ил.

10. Касаткин А.С. «Основы электротехники» учебное пособие для технических училищ М. «Высшая школа», 2002.

11. Коптев А.А. Электромонтер оперативно-выездной бригады подстанций – М., Высшая школа, 1988. – 266 с.: ил.

12. Коротков Г.С. Ремонт оборудования и аппаратуры распределительных устройств / Г.С. Коротков, М.Я. Членов – М., Высшая школа, 1990. – 270 с.: ил.

13. Корякин-Черняк С.Л. Краткий справочник домашнего электрика. Изд. 2-е – СПб.: Наука и Техника, 2006.

14. Куценко Г.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок – Мн., Дизайн ПРО, 2003. – 272 с.: ил.

15. Лезнов С.И. Обслуживание электрооборудования электростанций и подстанций / С.И. Лезнов, А.А. Тайц – М., Высшая школа, 1980. – 301 с.: ил.

16. Прянишников В.А. Теоретические основы электротехники. Курс лекций. – Изд-во: Коронапринт, 2008.

17. Савилов Г.В. Электротехника и электроника. Курс лекций. – Изд-во: Дашков и К, 2008.

18. Семенов А.Н. Электромонтер – аккумуляторщик – М., Высшая школа, 1983. – 263 с.: ил.

19. Сибикин Ю.Д. Обслуживание электрооборудования промышленных предприятий – М., Высшая школа, 1989. – 303 с.: ил.

20. Сибикин Ю.Д. Технология электромонтажных работ / Ю.Д. Сибикин, М.Д. Сибикин – М., Высшая школа, 1999. – 301 с.: ил.

21. Синдеев Ю.Г., Грановский В.Г. Электротехника. Курс лекций. – М., 2003.

22. Синдеев Ю. «Электротехника» учебное пособие для профессиональных училищ и колледжей» Ростов н/Д «Феникс», 2000.

23. Смирнов Л.П. Электромонтер-кабельщик – М., Высшая школа, 1978. – 324 с.: ил.

24. Трунковский Л.Е. Обслуживание электрооборудования промышленных предприятий – М., Высшая школа, 1979. – 272 с.: ил.

25. Умов П.А. Обслуживание городских электрических сетей – М., Высшая школа, 1979.–216 с.: ил.