Bezpieczniki PR-2 i PN-2-urządzenie, charakterystyka techniczna

Bezpieczniki to urządzenia elektryczne, które przy wysokich prądach zadanych otwierają obwód w przypadku przepalenia bezpiecznika, który jest ogrzewany bezpośrednio przez prąd, aż do stopienia. Bezpieczniki są podzielone zgodnie z ich przeznaczeniem do ochrony instalacji o napięciu do 1000 V oraz bezpieczniki do ochrony przy napięciu większym lub równym 1000 V.

Bezpieczniki to urządzenia zabezpieczające instalacje przed prądami przeciążeniowymi i zwarciowymi.

Głównymi elementami bezpiecznika są bezpiecznik, który wchodzi w skład zabezpieczanego obwodu oraz urządzenie gaszące łuk elektryczny, które gasi łuk powstały po stopieniu się wkładu.

Dobór bezpieczników odbywa się na podstawie napięcia znamionowego, znamionowego prądu bezpiecznika i bezpiecznika oraz maksymalnego prądu wyłączania.

Podstawowe wymagania. dla bezpieczników

Następujące wymagania dotyczą bezpieczników:

1. Charakterystyka prądowo-czasowa bezpiecznika musi być mniejsza, ale jak najbardziej zbliżona do charakterystyki prądowo-czasowej zabezpieczanego obiektu.

2.W przypadku zwarcia bezpieczniki muszą zadziałać selektywnie.

3. Czas zadziałania bezpiecznika w przypadku zwarcia powinien być jak najkrótszy, zwłaszcza przy zabezpieczaniu elementów półprzewodnikowych. Bezpieczniki muszą być ograniczone prądowo.

4. Charakterystyka bezpiecznika musi być stabilna. Rozrzut parametrów spowodowany odchyleniami produkcyjnymi nie może pogarszać właściwości ochronnych bezpiecznika.

5. Ze względu na zwiększoną moc instalacji bezpieczniki muszą mieć dużą zdolność wyłączania.

6. Wymiana przepalonego bezpiecznika lub bezpiecznika nie powinna zająć dużo czasu.

W przemyśle najczęściej stosowane są bezpieczniki typu PR-2 i PN-2.

Bezpieczniki gaszące łuk w objętości zamkniętej PR-2

Bezpiecznik PR-2

Bezpieczniki PR-2 dla prądów od 15 do 60 A mają prostą konstrukcję. Wkładka topikowa 1 jest dociskana do mosiężnego uchwytu 4 za pomocą kołpaka 5, który jest stykiem wyjściowym. Wkładka topliwa 1 jest wytłoczona z cynku, który jest materiałem niskotopliwym i odpornym na korozję. Określony kształt wkładki pozwala uzyskać korzystną charakterystykę prądową w czasie (ochronną). W przypadku bezpieczników dla prądów powyżej 60 A łącznik zabezpieczający 1 jest połączony z ostrzami stykowymi 2 za pomocą śrub.

Wkładka bezpiecznikowa PR-2 umieszczona jest w szczelnej wkładce rurkowej, która składa się z cylindra światłowodowego 3, obsady mosiężnej 4 oraz nasadki mosiężnej 5.

Zasada działania bezpieczników PR-2

Proces gaszenia łuku w bezpieczniku PR-2 jest następujący. Po wyłączeniu zwężone kolce bezpiecznika palą się, po czym pojawia się łuk.Pod wpływem wysokiej temperatury łuku ścianki włókien wkładu wydzielają gaz, w wyniku czego ciśnienie we wkładzie wzrasta do 4-8 MPa na część półcyklu. Zwiększając ciśnienie, zwiększa się charakterystyka prądowo-napięciowa łuku, co przyczynia się do jego szybkiego wygaszania.

Wkładka topikowa bezpiecznika PR-2 może mieć od jednego do czterech stożków w zależności od napięcia znamionowego. Zwężone części wkładu ułatwiają jego szybkie topienie w przypadku zwarcia i tworzą efekt ograniczenia prądu.

Bezpiecznik typu PR-2

Ponieważ gaszenie łuku w bezpieczniku PR-2 jest bardzo szybkie (0,002 s), można przyjąć, że wysunięte części wkładu podczas gaszenia pozostają nieruchome.

Ciśnienie wewnątrz uchwytu bezpiecznika jest proporcjonalne do kwadratu natężenia prądu w momencie topnienia bezpiecznika i może osiągać duże wartości. Dlatego cylinder włóknisty musi mieć dużą wytrzymałość mechaniczną, dla której na jego końcach zamontowane są mosiężne zaciski 4. Dyski 6, trwale połączone nożami kontaktowymi 2, mocowane są do zacisku 4 wkładu za pomocą nakładek 5.

Bezpieczniki PR-2 pracują cicho, praktycznie nie emitując płomieni i gazów, co pozwala na ich montaż w bliskiej odległości od siebie. Bezpieczniki PR-2 produkowane są w dwóch rozmiarach osiowych — krótkim i długim. Bezpieczniki krótkie PR-2 przeznaczone są do pracy przy napięciu przemiennym nieprzekraczającym 380 V. Mają mniejszą zdolność wyłączania niż długie przeznaczone do pracy w sieci o napięciu do 500 V.

Charakterystyka techniczna bezpieczników PR-2

Produkowanych jest sześć rozmiarów wkładek o różnych średnicach w zależności od prądu znamionowego.Wkładki o różnych prądach znamionowych mogą być instalowane we wkładce o dowolnym rozmiarze. Tak więc we wkładzie na prąd znamionowy 15 A można zainstalować wkładki na prąd 6, 10 i 15 A.

Rozróżnia się dolny i górny prąd testowy. Niższy prąd testowy to maksymalny prąd, który nie powoduje przepalenia bezpiecznika przez 1 godzinę. Górna wartość prądu probierczego to prąd minimalny, który płynąc przez 1 godzinę powoduje stopienie wkładki bezpiecznikowej. Z wystarczającą dokładnością można przyjąć prąd graniczny równy średniej arytmetycznej wartości prądów testowych.

Bezpieczniki z wypełniaczem drobnoziarnistym PN-2

Urządzenie bezpiecznikowe PN-2

Bezpieczniki te są bardziej zaawansowane niż bezpieczniki PR-2. Kwadratowy korpus 1 bezpiecznika typu PN-2 wykonany jest z wytrzymałej porcelany lub steatytu. Wewnątrz korpusu znajdują się połączenia taśmowe 2 oraz wypełniacz - piasek kwarcowy 3. Wkładki topliwe są przyspawane do tarczy 4, do której przymocowane są płytki 5 połączone ze stykami łopatek 9. Płyty 5 mocowane są do korpusu za pomocą śrub.

Jako wypełniacz w bezpiecznikach PN-2 stosuje się piasek kwarcowy o zawartości SiO2 co najmniej 98%, o ziarnistości (0,2-0,4) o wielkości 10-3 m i wilgotności nie większej niż 3% . Przed zasypaniem piasek jest dokładnie suszony w temperaturze 120-180°C. Ziarna piasku kwarcowego mają wysoką przewodność cieplną i dobrze rozwiniętą powierzchnię chłodzącą.

Wkładka topliwa bezpieczników PN-2 wykonana jest z taśmy miedzianej o grubości 0,1-0,2 mm. Aby uzyskać ograniczenie prądowe, wkładka posiada zwężone sekcje 8. Wkładka topikowa jest podzielona na trzy równoległe gałęzie dla pełniejszego wykorzystania wypełniacza.Zastosowanie cienkiej listwy, skutecznie odprowadzającej ciepło z przewężonych miejsc, pozwala na dobranie małego minimalnego przekroju wkładki dla danego prądu znamionowego, co zapewnia wysoką zdolność ograniczania prądu. Dlatego połączenie kilku sekcji stożkowych pomaga spowolnić wzrost prądu po stopieniu bezpiecznika wraz ze wzrostem napięcia łuku bezpiecznika. Aby obniżyć temperaturę topnienia, na wkładki nakłada się ocynowane paski 7 (efekt metalurgiczny).

Zasada działania bezpiecznika PN-2

W przypadku zwarcia następuje przepalenie wkładki topikowej bezpiecznika PN-2 i wypalenie łuku w kanale utworzonym przez ziarna wypełniacza. Ze względu na spalanie w wąskiej szczelinie przy prądach powyżej 100 A, łuk ma narastającą charakterystykę woltoamperową. Gradient napięcia w łuku jest bardzo duży i sięga (2-6) 104 V/m. Gwarantuje to wygaszenie łuku w ciągu kilku milisekund.

Po spaleniu bezpiecznika wymienia się połączenia bezpieczników wraz z dyskiem 4, po czym wkład jest posypywany piaskiem. Aby uszczelnić wkład, pod płytami 5 umieszcza się uszczelkę azbestową 6, która chroni piasek przed wilgocią. Przy prądzie znamionowym 40 A i niższym bezpiecznik ma prostszą konstrukcję.

Charakterystyki techniczne bezpieczników PN-2

Bezpieczniki PN-2 przeznaczone są na prąd znamionowy do 630 A.prąd skuteczny metaliczne zwarcie sieci, w której zainstalowany jest bezpiecznik).

Małe wymiary, znikome zużycie materiałów deficytowych, duża zdolność ograniczania prądu to zalety bezpiecznika PN-2.