Заштита безбедности кола: Свеобухватна техничка анализа и водич за примену нисконапонских и високонапонских-напонских осигурача

У областима електроенергетских система и индустријске електричне енергије, осигурачи служе као заштитни уређаји које карактерише једноставна конструкција и брз одзив; они играју кључну улогу у прекиду струја квара, спречавању оштећења опреме и заустављању ширења несрећа. Било да се ради о нисконапонским дистрибутивним мрежама или високонапонским-водовима, темељно разумевање карактеристика елемента осигурача, критеријума избора и захтева за оперативно одржавање је од суштинског значаја за обезбеђивање укупне електричне безбедности.

 

 

 

Елемент осигурача (који се обично назива карика осигурача или трака осигурача) је основна компонента осигурача; уобичајени материјали укључују легуре олова{0}}калаја, легуре алуминијума, цинк, бакар и сребро. Када дође до квара преоптерећења или кратког{2}}споја, топлота произведена прекомерном струјом изазива топљење елемента, чиме се аутоматски прекида струјно коло. Осигурачи показују типичне карактеристике инверзне{4}}временске заштите: што је струја квара већа, то је краће време потребно да осигурач прегори.

 

Приликом пројектовања система и избора опреме морају се поштовати строги електрични стандарди. Крајњи прекидни капацитет осигурача мора да достигне или премаши РМС вредност потенцијалне струје кратког{1}}напона у линији. Штавише, потребна је одговарајућа селективност и координација између узводних и низводних осигурача; типично, називна струја горњег осигурача треба да буде два до три пута већа од низводног елемента како би се спречило „симпатично окидање“ (где квар у низводном току изазива прегоревање узводног осигурача), што би непотребно проширило обим нестанка струје. Стратегије заштите се разликују у зависности од врсте оптерећења:

 

Моторна кола:За један мотор, називна струја елемента осигурача се обично бира на 1,5 до 2,5 пута од називне струје мотора. За више мотора, укупна називна струја се израчунава као 1,5 до 2,5 пута капацитет највећег мотора плус израчуната струја оптерећења преосталих мотора.

 

Осветљење и оптерећење електричних пећи:Називна струја елемента осигурача треба да буде једнака или мало већа од називне струје оптерећења.

 

Ограничења распореда кола:Строго је забрањено постављање осигурача на неутралну жицу дво-фазних тро-или тро-четворофазних-жичних система; прекинута неутрална жица може довести до неравнотеже напона и прегоревања опреме.

 

Да би се прилагодили сложеним радним окружењима и побољшали перформансе изолације, структурни дизајн модерних осигурача је постао све софистициранији. На пример, за кућиште се често користе -материјали високих перформанси-као што су керамичка тела која се користе у НХ ножевима-осигурачима типа аМ- како би се обезбедила одлична отпорност на топлоту и механичку чврстоћу.

 

 

 

Нисконапонски{0}}осигурачи су првенствено категорисани према свом структурном дизајну у три типа: отворени, полу{1}}затворени и затворени. Отворени-осигурачи су погодни само за апликације са малим струјама кратког{4}}кола; полузатворени типови нуде одређену контролу над смером пражњења лука; Затворени типови у потпуности садрже осигурач у кућишту, нудећи највиши ниво сигурности. Што се тиче материјала, компоненте са високом отпорношћу на напон и изолационим својствима се широко користе; на пример, керамичке цеви високе{7}}чистоће од 95% алуминијума служе као заштитна кућишта, способна да издрже интензивну топлоту која се ствара у тренутку спајања, а истовремено помажу у гашењу унутрашњег лука.

 

Уобичајени нисконапонски{0}}осигурачи, категорисани према функцији и примени, укључују:

Порцелански утични-осигурачи (нпр. серија РЦИА):Обично се користи за опште осветљење и кола мотора малог{0}}капацитета; имају једноставну структуру и омогућавају лаку замену.

 

Затворени цевасти осигурачи (нпр. РМ серија):Они имају дизајн -без пунила и често користе утиснуте елементе осигурача са променљивим попречним- пресецима; првенствено се користе у системима АЦ 380В и ДЦ 440В. Верзије високих{5}}спецификација могу да користе квадратна керамичка тела да обезбеде врхунску механичку подршку и унутрашњи простор за гашење лука.

 

Осигурачи типа шраф{0} (нпр. серија РЛ1):Оне садрже пунило од кварцног песка и{0}}индикатор прегорелог осигурача. Када се формира лук, кварцни песак га брзо хлади, омогућавајући крајњи прекидни капацитет до 50кА. Одређени врхунски-индустријски осигурачи у овој категорији користе Стеатите Ц221 керамичка тела (уобичајена у осигурачима НХ-типа) да побољшају укупне електричне перформансе.

 

Брзо{0}}осигурачи (нпр. РС и РЛС серије):Дизајнирани посебно за заштиту силицијумских исправљача и полупроводничких уређаја, ови имају изузетно брзо време одзива; њихови елементи осигурача се никада не смеју заменити стандардним осигурачима.

 

Напуњени затворени цевасти осигурачи (нпр. серија РТО):За гашење лука користе се бакарне траке променљивог -попречног- пресека комбиноване са кварцним песком; нуде високу прекидну моћ и погодни су за електричне мреже које су изложене високим струјама кратког{2}}споја. Да би се осигурала сигурност изолације у екстремним условима, неке компоненте укључују керамичке електричне изолаторе за повећање укупне отпорности на напон.

 

Осигурачи{0}}који се саморесетују:Они користе метални натријум као осигурач. Током кратког споја, метални натријум се брзо загрева и испарава, стварајући стање високог{1}}отпорности које ограничава струју квара; када нисконапонски-окидач прекине струјно коло, натријум се хлади и учвршћује, враћајући своју проводљивост и омогућавајући поновну употребу без замене. Дизајн цеви укључује стеатитне керамичке електричне изолаторе како би се осигурала поуздана електрична изолација током поновљених циклуса испаравања.

 

Са напретком нове енергије и индустријске аутоматизације, примене осигурача постају све специјализованије. На тржишту су се појавиле компоненте прилагођене специфичним условима рада, као што су керамичка тела за ДЦ осигураче (компатибилна са ДЦ системима) и керамичка тела за брзо-осигураче (дизајниране за високе-фреквентне, брзе реакције). У врхунској{4}}производњи, високо-квалитетне квадратне керамичке цеви од алуминијума се такође широко користе као компоненте у прецизним осигурачима.

 

 

Високонапонски{0}}осигурачи се првенствено користе за заштиту од кратког-споја и преоптерећења у далеководима 3–35 кВ, трансформаторима и напонским трансформаторима. Због огромне енергије лука у високонапонским -колима, елементи осигурача су обично направљени од бакра или сребра, са малим лименим сферама завареним на жицу осигурача да би се смањила температура топљења (користећи „металуршки ефекат“). Високонапонски{7}}осигурачи спадају у две главне категорије:

 

Осигурачи за ограничавање-струје високог напона{1}}у затвореном простору (нпр. серије РН1 и РН2):Цев осигурача је чврсто напуњена кварцним песком. Када струја квара топи осигурач, метална пара и јонизовани гасови се потискују у међупростор кварцног песка, где се брзо хладе и кондензују, гасећи лук пре него што струја достигне нулу. Специфични дизајни који ограничавају -струју напона- користе керамичке цеви од 95% алуминијума способне да издрже интензивне струјне-пренапоне и термички удар.

 

Спољашњи осигурачи високог напона за избацивање (испадање-напона) (нпр. модел РВ4-10):Они користе зидове цеви направљене од{0}}материјала који ствара гас; висока температура лука узрокује разлагање материјала и ослобађање великих количина гаса, стварајући уздужни лук-који гаси експлозију. Када се жица осигурача топи, механизам за закључавање се ослобађа, дозвољавајући цеви осигурача да се преврне и спусти под сопственом тежином, стварајући тако јасан физички јаз за искључивање. За одређене спољне заштитне уређаје који ограничавају -струју високог напона-, користе се робусне керамичке цевне структуре да ефикасно издрже оштре временске услове.

 

Штавише, у секторима у настајању, као што су енергетска електроника и возила са новом енергијом, захтеви физичке заштите за осигураче постали су све строжи. На пример, специјализована тела осигурача-као што су она направљена од 95% алуминијумске керамике-се користе да би се побољшала отпорност на вибрације и висока{4}}толеранција на напон. У високо аутоматизованој опреми, специјализоване компоненте као што су керамичка тела за аутомобилске и електронске осигураче играју кључну улогу у обезбеђивању безбедности кола. У међувремену, порцеланске керамичке цеви са осигурачима, познате по одличној изолацији и термичкој стабилности, дуго су се показале ефикасним у различитим заштитним јединицама дистрибуције енергије.

 

 

 

Да бисте осигурали-дугорочни, стабилан рад осигурача, морају се стриктно поштовати следећи захтеви за одржавање:

 

Квалитет инсталације:Мора се обезбедити исправан контакт током постављања елемента осигурача како би се спречио превелики отпор контакта, који би могао да генерише топлоту и доведе до сметњи окидања. Везе морају да буду безбедне да би се избегло прегоревање мотора изазвано једнофазним-фазирањем (ради на једној фази) које је последица прегорелог осигурача у једној фази.

 

Безбедност{0}}кола уживо:Замена осигурача мора да се обави само када је коло без{0}}напона. Спецификације и облик заменског осигурача морају стриктно одговарати оригиналном дизајну; ни под којим околностима више танких жица осигурача не би требало да буде повезано паралелно да би се заменио један, већи-осигурач.

 

Еколошка компатибилност:Температура околине која окружује осигурач треба да буде у складу са температуром заштићене електричне опреме како би се спречиле грешке заштитних карактеристика изазване температурним разликама. Поред тога, прашину и прљавштину треба редовно чистити саСтеатит керамички ХРЦ тело осигурачаповршине како би се осигурало правилно функционисање индикатора.

 

Научном селекцијом, стандардизованом инсталацијом и редовним одржавањем, осигурачи ниског{0}}и високог{1}}напона служе као поуздана безбедносна баријера за различите енергетске објекте и електричну опрему, обезбеђујући несметан и поуздан рад система напајања.