151554 (Организация ремонта предохранителей)

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.

1. Техническое описание предохранителей

1.1 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.

1.2 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.

Рассмотрим технические характеристики предохранителей.

Номинальный ток предохранителя – ток, определяемый его теплофизическими и геометрическими параметрами. Устанавливается из учета превышения температуры на выводах и потерь мощности. Величина его определяется номинальным током установленной в нем плавкой вставки I в.ном; выражается при переменном токе – действующим значением периодической составляющей тока синусоидальной формы номинальной частоты, при постоянном токе – среднем значением и соответствует ГОСТ 6827–76.

Номинальный ток держателя (или основания) предохранителя представляет собой наибольший номинальный ток плавкой вставки, которая может быть использована в предохранителе.

Ток неплавления – заданное значение тока, которое плавкая вставка предохранителя способна пропускать в течение условного времени, не расплавляясь.

Условный ток неплавления – характеризуется отношением тока неплавления к номинальному току плавкой вставки.

Ток плавления – наибольший ток, при котором плавкая вставка не перегорает в течение длительного времени (при токах, превышающих ток плавления, плавкая вставка должна перегореть в кратчайшее время).

Условный ток плавления – заданной значение тока, при котором срабатывает плавкая вставка предохранителя в течение условного времени.

Ожидаемый ток в цепи – ток, который будет протекать в цепи, если установленный в ней плавкий предохранитель заменен перемычкой с незначительным полным сопротивлением.

Пропускаемый ток – максимальное мгновенное значение тока, достигнутое при срабатывании предохранителя.

Пограничный ток – ток, при котором установившейся температурой наиболее нагретого участка плавкой вставки является температура плавления материала плавкой вставки [19, c. 34].

Номинальное напряжение предохранителя – максимальное напряжение электрической цепи (действующее значение), при котором обеспечивается надежное отключение предохранителей этой цепи.

Номинальное напряжение предохранителя представляет собой наименьшее значение из номинальных напряжений его частей: держателя предохранителя и плавкой вставки. На переменном токе номинальное напряжение предохранителя выражается действующим значением периодической составляющей тока синусоидальной формы номинальной частоты, при постоянном токе при наличии пульсации – среднее значение.

Напряжение отключения – мгновенное значение напряжения, которое появляется на выводах плавкой вставки (или предохранителя) в процессе его срабатывания. Обычно учитывается наибольшее значение этого напряжения. Измеряется: в цепи переменного тока – между пиком второй полуволны напряжения после отключения и прямой линией, проведенной между пиками предыдущей и последующей полуволн; в цепи постоянного тока – как среднее значение в течение 100 мс после отключения тока.

Время плавления плавкого элемента предохранителя – интервал времени от момента начала протекания сверхтока через предохранитель до момента достижения наиболее нагретого участка плавкого элемента температуры плавления материала. При этом имеется в виду, что сверхток имеет такое значение, которого достаточно для расплавления плавкого элемента.

Преддуговое время предохранителя – время между началом протекания тока, достаточного для расплавления плавкого элемента, и моментом возникновения электрической дуги [22, c. 34].

Время дуги – интервал времени между моментом появления дуги и моментом ее окончательного погасания.

Время отключения предохранителя (полное время) – сумма преддугового времени и времени дуги.

Потери мощности при номинальном токе – произведение номинального тока на падение напряжения в предохранителе. Снижение этого параметра увеличивает срок службы предохранителей, экономит энергию и предотвращает тепловое воздействие предохранителей на находящиеся вблизи элементы управления. Кроме того, этот параметр является важным показателем состояния предохранителя в процессе эксплуатации: повышение потерь мощности даже на несколько процентов свидетельствует о начале разрушения плавких элементов предохранителя.

Характеристики энергетического воздействия тока, протекающего через предохранитель

Времятоковая преддуговая характеристика – зависимость преддугового времени (или полного времени срабатывания) предохранителя от ожидаемого тока отключения при установленных условиях.

Времятоковая характеристика плавления плавкой вставки – зависимость времени плавления плавкой вставки от ожидаемого тока отключения при установленных условиях [15, c. 54].

Времятоковая характеристика отключения предохранителя – зависимость времени отключения предохранителя от тока отключения при установленных условиях.

Интегральная характеристика предохранителя – зависимость интегралов преддугового (или полного) тока от ожидаемого тока.

Характеристика токоограничения предохранителя – зависимость пропускаемого тока от тока отключения предохранителя при установленных условиях.

Времятоковые характеристики – характеристики токоограничения и интегральная характеристика представляются в виде графиков с логарифмическим масштабом.

Плавкие элементы постоянного сечения обычно изготовляются из проволоки, а переменного – из металлической фольги или тонкой металлической пленки. Обычно конструкции плавкого элемента переменного сечения включают в себя сужения (узкие перешейки) с повышенной плотностью тока и широкие части, обеспечивающие определенные тепловые режимы плавкого элемента. Отношение поперечного сечения широкой части плавкого элемента к поперечному сечению узкого перешейка определяет вид защитной характеристики (для быстродействующих предохранителей это отношение более 5, для инерционных и нормального быстродействие – менее 5).

Качество предохранителей в значительной степени зависит от значений переходного электрического сопротивления – при плохом контакте соединения плавкого элемента с контактами плавкой вставки переходное сопротивление может достигать 50% электрического сопротивления плавкого элемента, что приводит к перегреву предохранителя в номинальном режиме работы и сокращению срока его службы [11, c. 39].